装饰器让程序员可以编写元信息以内省代码。装饰器的最佳使用场景是横切关注点——面向切面编程。
面向切面编程（AOP） 是一种编程范式，它允许我们分离横切关注点，藉此达到增加模块化程度的目标。它可以在不修改代码自身的前提下，给已有代码增加额外的行为（通知）。
@log// 类装饰器
classPerson {
constructor(private firstName: string, private lastName: string) {}
@log// 方法装饰器
getFullName() {
return`${this.firstName} ${this.lastName}`;
}
}
const person = newPerson('Mohan', 'Ram');
person.getFullName();上面的代码展示了装饰器多么具有声明性。下面我们将介绍装饰器的细节：
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什么是装饰器？它的目的和类型
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装饰器的签名
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方法装饰器
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属性装饰器
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参数装饰器
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访问器装饰器
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类装饰器
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装饰器工厂
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元信息反射 API
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结语
什么是装饰器？它的目的和类型
装饰器是一种特殊的声明，可附加在类、方法、访问器、属性、参数声明上。
装饰器使用 @expression 的形式，其中 expression 必须能够演算为在运行时调用的函数，其中包括装饰声明信息。
它起到了以声明式方法将元信息添加至已有代码的作用。
装饰器类型及其执行优先级为
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类装饰器——优先级 4 （对象实例化，静态）
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方法装饰器——优先级 2 （对象实例化，静态）
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访问器或属性装饰器——优先级 3 （对象实例化，静态）
-
参数装饰器——优先级 1 （对象实例化，静态）
注意，如果装饰器应用于类构造函数的参数，那么不同装饰器的优先级为：1. 参数装饰器，2. 方法装饰器，3. 访问器或参数装饰器，4. 构造器参数装饰器，5. 类装饰器。
// 这是一个装饰器工厂——有助于将用户参数传给装饰器声明
function f() {
console.log("f(): evaluated");
returnfunction (target, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
console.log("f(): called");
}
}
function g() {
console.log("g(): evaluated");
returnfunction (target, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
console.log("g(): called");
}
}
class C {
@f()
@g()
method() {}
}
// f(): evaluated
// g(): evaluated
// g(): called
// f(): called我们看到，上面的代码中， f 和 g 返回了另一个函数（装饰器函数）。f 和 g 称为装饰器工厂。
装饰器工厂 帮助用户传递可供装饰器利用的参数。
我们还可以看到，演算顺序为由顶向下，执行顺序为由底向上。
装饰器的签名
declare type ClassDecorator =
<TFunctionextendsFunction>(target: TFunction) => TFunction | void;
declare type PropertyDecorator =
(target: Object, propertyKey: string | symbol) => void;
declare type MethodDecorator = <T>(
target: Object, propertyKey: string | symbol,
descriptor: TypedPropertyDescriptor<T>) =>
TypedPropertyDescriptor<T> | void;方法装饰器
从上面的签名中，我们可以看到方法装饰器函数有三个参数：
-
target —— 当前对象的原型，也就是说，假设 Employee 是对象，那么 target 就是
Employee.prototype -
propertyKey —— 方法的名称
-
descriptor —— 方法的属性描述符，即
Object.getOwnPropertyDescriptor(Employee.prototype,propertyKey)
exportfunction logMethod(
target: Object,
propertyName: string,
propertyDescriptor: PropertyDescriptor): PropertyDescriptor {
// target === Employee.prototype
// propertyName === "greet"
// propertyDesciptor === Object.getOwnPropertyDescriptor(Employee.prototype, "greet")
const method = propertyDesciptor.value;
propertyDesciptor.value = function (...args: any[]) {
// 将 greet 的参数列表转换为字符串
constparams = args.map(a => JSON.stringify(a)).join();
// 调用 greet() 并获取其返回值
const result = method.apply(this, args);
// 转换结尾为字符串
const r = JSON.stringify(result);
// 在终端显示函数调用细节
console.log(`Call: ${propertyName}(${params}) => ${r}`);
// 返回调用函数的结果
return result;
}
return propertyDesciptor;
};
class Employee {
constructor(private firstName: string, private lastName: string
) {}
@logMethod
greet(message: string): string {
return`${this.firstName} ${this.lastName} says: ${message}`;
}
}
const emp = newEmployee('Mohan Ram', 'Ratnakumar');
emp.greet('hello');上面的代码应该算是自解释的——让我们看看编译后的 JavaScript 是什么样的。
"use strict";
var __decorate = (this && this.__decorate) ||
function (decorators, target, key, desc) {
// 函数参数长度
var c = arguments.length
/**
* 处理结果
* 如果仅仅传入了装饰器数组和目标，那么应该是个类装饰器。
* 否则，如果描述符（第 4 个参数）为 null，就根据已知值准备属性描述符，
* 反之则使用同一描述符。
*/
var r = c < 3 ? target : desc === null ? desc = Object.getOwnPropertyDescriptor(target, key) : desc;
// 声明存储装饰器的变量
var d;
// 如果原生反射可用，使用原生反射触发装饰器
if (typeofReflect === "object" && typeofReflect.decorate === "function") {
r = Reflect.decorate(decorators, target, key, desc)
}
else {
// 自右向左迭代装饰器
for (var i = decorators.length - 1; i >= 0; i--) {
// 如果装饰器合法，将其赋值给 d
if (d = decorators[i]) {
/**
* 如果仅仅传入了装饰器数组和目标，那么应该是类装饰器，
* 传入目标调用装饰器。
* 否则，如果 4 个参数俱全，那么应该是方法装饰器，
* 据此进行调用。
* 反之则使用同一描述符。
* 如果传入了 3 个参数，那么应该是属性装饰器，可进行相应的调用。
* 如果以上条件皆不满足，返回处理的结果。
*/
r = (c < 3 ? d(r) : c > 3 ? d(target, key, r) : d(target, key)) || r
}
}
};
/**
* 由于只有方法装饰器需要根据应用装饰器的结果修正其属性，
* 所以最后返回处理好的 r
*/
return c > 3 && r && Object.defineProperty(target, key, r), r;
};
varEmployee = /** @class */ (function () {
functionEmployee(firstName, lastName) {
this.firstName = firstName;
this.lastName = lastName;
}
Employee.prototype.greet = function (message) {
returnthis.firstName + " " + this.lastName + " says: " + message;
};
// typescript 调用 `__decorate` 辅助函数，
// 以便在对象原型上应用装饰器
__decorate([
logMethod
], Employee.prototype, "greet");
returnEmployee;
}());
var emp = newEmployee('Mohan Ram', 'Ratnakumar');
emp.greet('hello');让我们开始分析 Employee 函数——构造器初始化 name 参数和 greet 方法，将其加入原型。
__decorate([logMethod], Employee.prototype, "greet");这是 TypeScript 自动生成的通用方法，它根据装饰器类型和相应参数处理装饰器函数调用。
该函数有助于内省方法调用，并为开发者铺平了处理类似日志、记忆化、应用配置等横切关注点的道路。
在这个例子中，我们仅仅打印了函数调用及其参数、响应。
注意，阅读 __decorate 方法中的详细注释可以理解其内部机制。
属性装饰器
属性装饰器函数有两个参数：
-
target —— 当前对象的原型，也就是说，假设 Employee 是对象，那么 target 就是
Employee.prototype -
propertyKey —— 属性的名称
function logParameter(target: Object, propertyName: string) {
// 属性值
let _val = this[propertyName];
// 属性读取访问器
const getter = () => {
console.log(`Get: ${propertyName} => ${_val}`);
return _val;
};
// 属性写入访问器
const setter = newVal => {
console.log(`Set: ${propertyName} => ${newVal}`);
_val = newVal;
};
// 删除属性
if (deletethis[propertyName]) {
// 创建新属性及其读取访问器、写入访问器
Object.defineProperty(target, propertyName, {
get: getter,
set: setter,
enumerable: true,
configurable: true
});
}
}
classEmployee {
@logParameter
name: string;
}
const emp = newEmployee();
emp.name = 'Mohan Ram';
console.log(emp.name);
// Set: name => Mohan Ram
// Get: name => Mohan Ram
// Mohan Ram上面的代码中，我们在装饰器中内省属性的可访问性。下面是编译后的代码。
varEmployee = /** @class */ (function () {
functionEmployee() {
}
__decorate([
logParameter
], Employee.prototype, "name");
returnEmployee;
}());
var emp = newEmployee();
emp.name = 'Mohan Ram'; // Set: name => Mohan Ram
console.log(emp.name); // Get: name => Mohan Ram参数装饰器
参数装饰器函数有三个参数：
-
target —— 当前对象的原型，也就是说，假设 Employee 是对象，那么 target 就是
Employee.prototype -
propertyKey —— 参数的名称
-
index —— 参数数组中的位置
function logParameter(target: Object, propertyName: string, index: number) {
// 为相应方法生成元数据键，以储存被装饰的参数的位置
const metadataKey = `log_${propertyName}_parameters`;
if (Array.isArray(target[metadataKey])) {
target[metadataKey].push(index);
}
else {
target[metadataKey] = [index];
}
}
classEmployee {
greet(@logParameter message: string): string {
return`hello ${message}`;
}
}
const emp = newEmployee();
emp.greet('hello');在上面的代码中，我们收集了所有被装饰的方法参数的索引或位置，作为元数据加入对象的原型。下面是编译后的代码。
// 返回接受参数索引和装饰器的函数
var __param = (this && this.__param) || function (paramIndex, decorator) {
// 该函数返回装饰器
returnfunction (target, key) { decorator(target, key, paramIndex); }
};
varEmployee = /** @class */ (function () {
functionEmployee() {}
Employee.prototype.greet = function (message) {
return"hello " + message;
};
__decorate([
__param(0, logParameter)
], Employee.prototype, "greet");
returnEmployee;
}());
var emp = newEmployee();
emp.greet('hello');类似之前见过的 __decorate 函数， __param 函数返回一个封装参数装饰器的装饰器。
如我们所见，调用参数装饰器时，会忽略其返回值。这意味着，调用 __param 函数时，其返回值不会用来覆盖参数值。
这就是参数装饰器不返回的原因所在。
访问器装饰器
访问器不过是类声明中属性的读取访问器和写入访问器。
访问器装饰器应用于访问器的属性描述符，可用于观测、修改、替换访问器的定义。
function enumerable(value: boolean) {
returnfunction (
target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
console.log('decorator - sets the enumeration part of the accessor');
descriptor.enumerable = value;
};
}
classEmployee {
private _salary: number;
private _name: string;
@enumerable(false)
get salary() { return`Rs. ${this._salary}`; }
set salary(salary: any) { this._salary = +salary; }
@enumerable(true)
get name() {
return`Sir/Madam, ${this._name}`;
}
set name(name: string) {
this._name = name;
}
}
const emp = newEmployee();
emp.salary = 1000;
for (let prop in emp) {
console.log(`enumerable property = ${prop}`);
}
// salary 属性不在清单上，因为我们将其设为假
// output:
// decorator - sets the enumeration part of the accessor
// decorator - sets the enumeration part of the accessor
// enumerable property = _salary
// enumerable property = name上面的例子中，我们定义了两个访问器 name 和 salary，并通过装饰器设置是否将其列入清单，据此决定对象的行为。name 将列入清单，而 salary 不会。
注意：TypeScript 不允许同时装饰单一成员的 get 和 set 访问器。相反，所有成员的装饰器都必须应用于首个指定的访问器（根据文档顺序）。这是因为装饰器应用于属性描述符，属性描述符结合了 get 和 set访问器，而不是分别应用于每项声明。
下面是编译的代码。
function enumerable(value) {
returnfunction (target, propertyKey, descriptor) {
console.log('decorator - sets the enumeration part of the accessor');
descriptor.enumerable = value;
};
}
varEmployee = /** @class */ (function () {
functionEmployee() {
}
Object.defineProperty(Employee.prototype, "salary", {
get: function () { return"Rs. " + this._salary; },
set: function (salary) { this._salary = +salary; },
enumerable: true,
configurable: true
});
Object.defineProperty(Employee.prototype, "name", {
get: function () {
return"Sir/Madam, " + this._name;
},
set: function (name) {
this._name = name;
},
enumerable: true,
configurable: true
});
__decorate([
enumerable(false)
], Employee.prototype, "salary", null);
__decorate([
enumerable(true)
], Employee.prototype, "name", null);
returnEmployee;
}());
var emp = newEmployee();
emp.salary = 1000;
for (var prop in emp) {
console.log("enumerable property = " + prop);
}类装饰器
类装饰器应用于类的构造器，可用于观测、修改、替换类定义。
exportfunction logClass(target: Function) {
// 保存一份原构造器的引用
const original = target;
// 生成类的实例的辅助函数
function construct(constructor, args) {
const c: any = function () {
return constructor.apply(this, args);
}
c.prototype = constructor.prototype;
returnnew c();
}
// 新构造器行为
const f: any = function (...args) {
console.log(`New: ${original['name']} is created`);
return construct(original, args);
}
// 复制 prototype 属性，保持 intanceof 操作符可用
f.prototype = original.prototype;
// 返回新构造器（将覆盖原构造器）
return f;
}
@logClass
classEmployee {}
let emp = newEmployee();
console.log('emp instanceof Employee');
console.log(emp instanceofEmployee); // true上面的装饰器声明了一个名为 original 的变量，将其值设为被装饰的类构造器。
接着声明了名为 construct 的辅助函数。该函数用于创建类的实例。
我们接下来创建了一个名为 f 的变量，该变量将用作新构造器。该函数调用原构造器，同时在控制台打印实例化的类名。这正是我们给原构造器加入额外行为的地方。
原构造器的原型复制到 f，以确保创建一个 Employee 新实例的时候， instanceof 操作符的效果符合预期。
新构造器一旦就绪，我们便返回它，以完成类构造器的实现。
新构造器就绪之后，每次创建实例时会在控制台打印类名。
编译后的代码如下。
varEmployee = /** @class */ (function () {
functionEmployee() {
}
Employee = __decorate([
logClass
], Employee);
returnEmployee;
}());
var emp = newEmployee();
console.log('emp instanceof Employee');
console.log(emp instanceofEmployee);在编译后的代码中，我们注意到两处不同：
-
如你所见，传给
__decorate的参数有两个，装饰器数组和构造器函数。 -
TypeScript 编译器使用
__decorate的返回值以覆盖原构造器。
这正是类装饰器必须返回一个构造函数的原因所在。
装饰器工厂
由于每种装饰器都有它自身的调用签名，我们可以使用装饰器工厂来泛化装饰器调用。
import { logClass } from'./class-decorator';
import { logMethod } from'./method-decorator';
import { logProperty } from'./property-decorator';
import { logParameter } from'./parameter-decorator';
// 装饰器工厂，根据传入的参数调用相应的装饰器
exportfunction log(...args) {
switch (args.length) {
case3: // 可能是方法装饰器或参数装饰器
// 如果第三个参数是数字，那么它是索引，所以这是参数装饰器
iftypeof args[2] === "number") {
return logParameter.apply(this, args);
}
return logMethod.apply(this, args);
case2: // 属性装饰器
return logProperty.apply(this, args);
case1: // 类装饰器
return logClass.apply(this, args);
default: // 参数数目不合法
thrownewError('Not a valid decorator');
}
}
@log
classEmployee {
@log
private name: string;
constructor(name: string) {
this.name = name;
}
@log
greet(@log message: string): string {
return`${this.name} says: ${message}`;
}
}元信息反射 API
元信息反射 API （例如 Reflect）能够用来以标准方式组织元信息。
「反射」的意思是代码可以侦测同一系统中的其他代码（或其自身）。
反射在组合/依赖注入、运行时类型断言、测试等使用场景下很有用。
import"reflect-metadata";
// 参数装饰器使用反射 api 存储被装饰参数的索引
exportfunction logParameter(target: Object, propertyName: string, index: number) {
// 获取目标对象的元信息
const indices = Reflect.getMetadata(`log_${propertyName}_parameters`, target, propertyName) || [];
indices.push(index);
// 定义目标对象的元信息
Reflect.defineMetadata(`log_${propertyName}_parameters`, indices, target, propertyName);
}
// 属性装饰器使用反射 api 获取属性的运行时类型
exportfunction logProperty(target: Object, propertyName: string): void {
// 获取对象属性的设计类型
var t = Reflect.getMetadata("design:type", target, propertyName);
console.log(`${propertyName} type: ${t.name}`); // name type: String
}
classEmployee {
@logProperty
private name: string;
constructor(name: string) {
this.name = name;
}
greet(@logParameter message: string): string {
return`${this.name} says: ${message}`;
}
}上面的代码用到了 reflect-metadata 这个库。其中，我们使用了反射元信息的设计键（例如：design:type）。目前只有三个：
-
类型元信息用了元信息键
design:type。 -
参数类型元信息用了元信息键
design:paramtypes。 -
返回类型元信息用了元信息键
design:returntype。
有了反射，我们就能够在运行时得到以下信息：
-
实体名。
-
实体类型。
-
实体实现的接口。
-
实体构造器参数的名称和类型。
结语
-
装饰器 不过是在设计时（design time）帮助内省代码，注解及修改类和属性的函数。
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Yehuda Katz 提议在 ECMAScript 2016 标准中加入装饰器特性：tc39/proposal-decorators
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我们可以通过装饰器工厂将用户提供的参数传给装饰器。
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有 4 种装饰器：类装饰器、方法装饰器、属性/访问器装饰器、参数装饰器。
-
元信息反射 API 有助于以标准方式在对象中加入元信息，以及在运行时获取设计类型信息。
