如何用 Decorator 装饰你的 Typescript？

前言

原创文章汇总：github/Nealyang

正在着手写 THE LAST TIME 系列的 Typescript 篇，而Decorator 一直是我个人看来一个非常不错的切面方案。所谓的切面方案就是我们常说的切面编程 AOP。一种编程思想，简单直白的解释就是，一种在运行时，动态的将代码切入到类的指定方法、指定位置上的编程思想就是 AOP。AOP 和我们熟悉的 OOP 一样，只是一个编程范式，AOP 没有说什么规定要使用什么代码协议，必须要用什么方式去实现，这只是一个范式。而 Decorator 也就是AOP 的一种形式。

而本文重点不在于讨论编程范式，主要介绍 Typescript+Decorator 下图的一些知识讲解，其中包括最近笔者在写项目的一些应用。

介绍

什么是 Decorator

貌似在去年的时候在公众号：【全栈前端精选】中，有分享过关于 Decorator 的基本介绍：Decorator 从原理到实战，里面有对Decorator 非常详细的介绍。

本质上，它也就是个函数的语法糖。

Decorator 是 ES7 添加的新特性，当然，在 Typescript 很早就有了。早在此之前，就有提出与 Decorator 思想非常相近的设计模式：装饰者模式。

上图的WeaponAccessory就是一个Decorator，他们添加额外的功能到基类上。让其能够满足你的需求。

简单的理解 Decorator，可以认为它是一种包装，对 对象，方法，属性的包装。就像 Decorator 侠，一身盔甲，只是装饰，以满足需求，未改变是人类的本质。

为什么要使用 Decorator

为什么要使用 Decorator，其实就是介绍到 AOP 范式的最大特点了：非侵入式增强。

比如笔者正在写的一个页面容器，叫 PageContainer.tsx，基本功能包括滚动、autoCell、事件注入与解绑、placeHolder Container 的添加等基本功能。

class PageContainer extends Components{
 xxx
}

这时候我正使用这个容器，想接入微信分享功能。或者错误兜底功能。但是使用这个容器的人非常多。分享不一定都是微信分享、错误兜底不一定都是张着我想要的样子。所以我必定要对容器进行改造和增强。

从功能点划分，这些的确属于容器的能力。所以在无侵入式的增强方案中，装饰者模式是一个非常好的选择。也就是话落到我们所说的 Decorator。（对于 React 或者 Rax，HOC 也是一种很好的方案，当然，其思想是一致的。）

+ @withError
+ @withWxShare
class PageContainer extends Components{
 xxx
}

我们添加 Decorator，这样的做法，对原有代码毫无入侵性，这就是AOP的好处了，把和主业务无关的事情，放到代码外面去做。

关于 Typescript

JavaScript 毋庸置疑是一门非常好的语言，但是其也有很多的弊端，其中不乏是作者设计之处留下的一些 “bug”。当然，瑕不掩瑜~

话说回来，JavaScript 毕竟是一门弱类型语言，与强类型语言相比，其最大的编程陋习就是可能会造成我们类型思维的缺失（高级词汇，我从极客时间学到的）。而思维方式决定了编程习惯，编程习惯奠定了编程质量，工程质量划定了能力边界，而学习 Typescript，最重要的就是我们类型思维的重塑。

那么其实，Typescript 在我个人理解，并不能算是一个编程语言，它只是 JavaScript 的一层壳。当然，我们完全可以将它作为一门语言去学习。网上有很多推荐 or 不推荐 Typescript 之类的文章这里我们不做任何讨论，学与不学，用或不用，利与弊。各自拿捏~

再说说 typescript，其实对于 ts 相比大家已经不陌生了。更多关于 ts 入门文章和文档也是已经烂大街了。此文不去翻译或者搬运各种 api或者教程章节。只是总结罗列和解惑，笔者在学习 ts 过程中曾疑惑的地方。道不到的地方，欢迎大家评论区积极讨论。

首先推荐下各自 ts 的编译环境：typescriptlang.org

再推荐笔者收藏的两个网站：

• Typescript 中文网
• 深入理解 Typescript
• TypeScript Handbook
• TypeScript 精通指南

Typescript 中的 Decorator 签名

interface TypedPropertyDescriptor<T> {
    enumerable?: boolean;
    configurable?: boolean;
    writable?: boolean;
    value?: T;
    get?: () => T;
    set?: (value: T) => void;
}

declare type ClassDecorator = <TFunction extends Function>(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;
declare type ParameterDecorator = (target: Object, propertyKey: string | symbol, parameterIndex: number) => void;

如上是 ClassDecorator、PropertyDecorator以及 MethodDecorator 的三个类型签名。

基本配置

由于 Decorator 在 Typescript 中还是一项实验性的给予支持，所以在 ts 的配置配置文件中，我们指明编译器对 Decorator 的支持。

在命令行或tsconfig.json里启用experimentalDecorators编译器选项：

• 命令行：

tsc --target ES5 --experimentalDecorators

• tsconfig.json

{
    "compilerOptions": {
        "target": "ES5",
        "experimentalDecorators": true
    }
}

类型

在 Typescript 中，Decorator 可以修饰五种语句：类、属性、方法、访问器和方法参数。

class definitions

类装饰器应用于构造函数之上，会在运行时当作函数被调用，类的构造函数作为其唯一的参数。

注意，在 Typescript 中的class 关键字只是 JavaScript 构造函数的一个语法糖。由于类装饰器的参数是一个构造函数，其也应该返回一个构造函数。

我们先看一下官网的例子：

    function classDecorator<T extends { new (...args: any[]): {} }>(
      constructor: T
    ) {
      return class extends constructor {
        newProperty = "new property";
        hello = "override";
      };
    }

    @classDecorator
    class Greeter {
      property = "property";
      hello: string;
      constructor(m: string) {
        this.hello = m;
      }
    }
    const greeter: Greeter = new Greeter("world");
    console.log({ greeter }, greeter.hello);

{ new (...args: any[]): {} }表示一个构造函数，为了看起来清晰一些，我们也可以将其声明到外面：

/**
 *构造函数类型
 *
 * @export
 * @interface Constructable
 */
export interface IConstructable {
    new (...args:any[]):any
}

properties

属性装饰器有两个参数：

• 对于静态成员来说是类的构造函数，对于实例成员是类的原型对象。
• 成员的key。

descriptor不会做为参数传入属性装饰器，这与TypeScript是如何初始化属性装饰器的有关。因为目前没有办法在定义一个原型对象的成员时描述一个实例属性，并且没办法监视或修改一个属性的初始化方法。返回值也会被忽略。因此，属性描述符只能用来监视类中是否声明了某个名字的属性。

    function setDefaultValue(target: Object, propertyName: string) {
      target[propertyName] = "Nealayng";
    }

    class Person {
      @setDefaultValue
      name: string;
    }

    console.log(new Person().name); // 输出: Nealayng

将上面的代码修改一下，我们给静态成员添加一个 Decorator

    function setDefaultValue(target: Object, propertyName: string) {
      console.log(target === Person);

      target[propertyName] = "Nealayng";
    }

    class Person {
      @setDefaultValue
      static displayName = 'PersonClass'

      name: string;

      constructor(name:string){
        this.name = name;
      }
    }

    console.log(Person.prototype);
    console.log(new Person('全栈前端精选').name); // 输出: 全栈前端精选
    console.log(Person.displayName); // 输出: Nealayng

以此可以验证，上面我们说的：Decorator 的第一个参数，对于静态成员来说是类的构造函数，对于实例成员是类的原型对象

methods

方法装饰器表达式会在运行时当作函数被调用，传入下列3个参数：

• 对于静态成员来说是类的构造函数，对于实例成员是类的原型对象。
• 成员的名字。
• 成员的属性描述符 descriptor。

注意: 如果代码输出目标版本小于ES5，descriptor将会是undefined。

    function log(
      target: Object,
      propertyName: string,
      descriptor: TypedPropertyDescriptor<(...args: any[]) => any>
    ) {
      const method = descriptor.value;
      descriptor.value = function(...args: any[]) {
        // 将参数转为字符串
        const params: string = args.map(a => JSON.stringify(a)).join();

        const result = method!.apply(this, args);

        // 将结果转为字符串
        const resultString: string = JSON.stringify(result);

        console.log(`Call:${propertyName}(${params}) => ${resultString}`);

        return result;
      };
    }

    class Author {
      constructor(private firstName: string, private lastName: string) {}

      @log
      say(message: string): string {
        return `${message} by: ${this.lastName}${this.firstName}`;
      }
    }

    const author:Author = new Author('Yang','Neal');
    author.say('《全站前端精选》');//Call:say("全站前端精选") => "全站前端精选 by: NealYang"

上述的代码比较简单，也就不做过多解释了。其中需要注意的是属性描述符 descriptor 的类型和许多文章写的类型有些不同:propertyDescriptor: PropertyDescriptor。

从官方的声明文件可以看出，descriptor 设置为TypedPropertyDescriptor加上泛型约束感觉更加的严谨一些。

当然，官网也是直接声明为类型PropertyDescriptor的。这个，仁者见仁。

accessors

访问器，不过是类声明中属性的读取访问器和写入访问器。访问器装饰器表达式会在运行时当作函数被调用，传入下列3个参数：

• 对于静态成员来说是类的构造函数，对于实例成员是类的原型对象。
• 成员的名字。
• 成员的属性描述符。

如果代码输出目标版本小于ES5，Property Descriptor将会是undefined。同时 TypeScript 不允许同时装饰一个成员的get和set访问器

    function Enumerable(
      target: any,
      propertyKey: string,
      descriptor: PropertyDescriptor
    ) {
      //make the method enumerable
      descriptor.enumerable = true;
    }

    class Person {
      _name: string;

      constructor(name: string) {
        this._name = name;
      }

      @Enumerable
      get name() {
        return this._name;
      }
    }

    console.log("-- creating instance --");
    let person = new Person("Diana");
    console.log("-- looping --");
    for (let key in person) {
      console.log(key + " = " + person[key]);
    }

如果上面 get 不添加Enumerable的话，那么 for in 只能出来_name  _name = Diana

parameters

参数装饰器表达式会在运行时当作函数被调用，传入下列3个参数:

• 对于静态成员来说是类的构造函数，对于实例成员是类的原型对象。
• 成员的名字。
• 参数在函数参数列表中的索引。

参数装饰器只能用来监视一个方法的参数是否被传入。

在下面的示例中，我们将使用参数装饰器@notNull来注册目标参数以进行非空验证，但是由于仅在加载期间调用此装饰器（而不是在调用方法时），因此我们还需要方法装饰器@validate，它将拦截方法调用并执行所需的验证。

function notNull(target: any, propertyKey: string, parameterIndex: number) {
    console.log("param decorator notNull function invoked ");
    Validator.registerNotNull(target, propertyKey, parameterIndex);
}

function validate(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
    console.log("method decorator validate function invoked ");
    let originalMethod = descriptor.value;
    //wrapping the original method
    descriptor.value = function (...args: any[]) {//wrapper function
        if (!Validator.performValidation(target, propertyKey, args)) {
            console.log("validation failed, method call aborted: " + propertyKey);
            return;
        }
        let result = originalMethod.apply(this, args);
        return result;
    }
}

class Validator {
    private static notNullValidatorMap: Map<any, Map<string, number[]>> = new Map();

    //todo add more validator maps
    static registerNotNull(target: any, methodName: string, paramIndex: number): void {
        let paramMap: Map<string, number[]> = this.notNullValidatorMap.get(target);
        if (!paramMap) {
            paramMap = new Map();
            this.notNullValidatorMap.set(target, paramMap);
        }
        let paramIndexes: number[] = paramMap.get(methodName);
        if (!paramIndexes) {
            paramIndexes = [];
            paramMap.set(methodName, paramIndexes);
        }
        paramIndexes.push(paramIndex);
    }

    static performValidation(target: any, methodName: string, paramValues: any[]): boolean {
        let notNullMethodMap: Map<string, number[]> = this.notNullValidatorMap.get(target);
        if (!notNullMethodMap) {
            return true;
        }
        let paramIndexes: number[] = notNullMethodMap.get(methodName);
        if (!paramIndexes) {
            return true;
        }
        let hasErrors: boolean = false;
        for (const [index, paramValue] of paramValues.entries()) {
            if (paramIndexes.indexOf(index) != -1) {
                if (!paramValue) {
                    console.error("method param at index " + index + " cannot be null");
                    hasErrors = true;
                }
            }
        }
        return !hasErrors;
    }
}

class Task {
    @validate
    run(@notNull name: string): void {
        console.log("running task, name: " + name);
    }
}

console.log("-- creating instance --");
let task: Task = new Task();
console.log("-- calling Task#run(null) --");
task.run(null);
console.log("----------------");
console.log("-- calling Task#run('test') --");
task.run("test");

对应的输出位：

param decorator notNull function invoked
method decorator validate function invoked
-- creating instance --
-- calling Task#run(null) --
method param at index 0 cannot be null
validation failed, method call aborted: run
----------------
-- calling Task#run('test') --
running task, name: test

@validate装饰器把run方法包裹在一个函数里在调用原先的函数前验证函数参数.

装饰器工厂

装饰器工厂真的也就是一个噱头（造名词）而已，其实也是工厂的概念哈，毕竟官方也是这么号称的。在实际项目开发中，我们使用的也还是挺多的

**装饰器工厂就是一个简单的函数，它返回一个表达式，以供装饰器在运行时调用。**其实说白了，就是一个函数 return 一个 Decorator。非常像 JavaScript 函数柯里化，个人称之为“函数式Decorator”~

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
export function log(...args) {
    switch (args.length) {
        case 3: // 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
            if typeof args[2] === "number") {
                return logParameter.apply(this, args);
            }
            return logMethod.apply(this, args);
        case 2: // 属性装饰器
            return logProperty.apply(this, args);
        case 1: // 类装饰器
            return logClass.apply(this, args);
        default: // 参数数目不合法
            throw new Error('Not a valid decorator');
    }
}

@log
class Employee {
    @log
    private name: string;

    constructor(name: string) {
        this.name = name;
    }

    @log
    greet(@log message: string): string {
        return `${this.name} says: ${message}`;
    }
}

加载顺序

一个类中，不同位置声明的装饰器，按照以下规定的顺序应用：

• 有多个参数装饰器（parameterDecorator）时，从最后一个参数依次向前执行
• 方法（methodDecorator）和方法参数装饰器（parameterDecorator）中，参数装饰器先执行
• 类装饰器（classDecorator）总是最后执行。
• 方法（methodDecorator）和属性装饰器（propertyDecorator），谁在前面谁先执行。因为参数属于方法一部分，所以参数会一直紧紧挨着方法执行。

function ClassDecorator() {
    return function (target) {
        console.log("I am class decorator");
    }
}
function MethodDecorator() {
    return function (target, methodName: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
        console.log("I am method decorator");
    }
}
function Param1Decorator() {
    return function (target, methodName: string, paramIndex: number) {
        console.log("I am parameter1 decorator");
    }
}
function Param2Decorator() {
    return function (target, methodName: string, paramIndex: number) {
        console.log("I am parameter2 decorator");
    }
}
function PropertyDecorator() {
    return function (target, propertyName: string) {
        console.log("I am property decorator");
    }
}

@ClassDecorator()
class Hello {
    @PropertyDecorator()
    greeting: string;


    @MethodDecorator()
    greet( @Param1Decorator() p1: string, @Param2Decorator() p2: string) { }
}

输出为：

I am parameter2 decorator
I am parameter1 decorator
I am method decorator
I am property decorator
I am class decorator

实战

由于是业务代码，与技术无关琐碎，只截取部分代码示意，非 Decorator 代码，以截图形式

这应该也是整理这篇文章最开始的原因了。直接说说项目（rax1.0+Decorator）吧。

需求很简单，就是是编写一个页面的容器。

部分项目结构：

pm-detail
├─ constants
│    └─ index.ts  //常量
├─ index.css
├─ index.tsx  // 入口文件
└─ modules  // 模块
       └─ page-container  // 容器组件
              ├─ base   //容器基础组件
              ├─ decorator  // 装饰器
              ├─ index.tsx
              ├─ lib  // 工具
              └─ style.ts

重点看下如下几个文件

• base.tsx

其实是基础功能的封装

在此基础上，我们需要个能滚动的容器

• scrollbase.tsx

也是基于 Base.tsx 基础上，封装一些滚动容器具有的功能

• style decorator

import is from './util/is';
import map from './util/map';

const isObject = is(Object);
const isFunction = is(Function);

class Style {
  static factory = (...args) => new Style(...args);

  analyze(styles, props, state) {
    return map(v => {
      if (isFunction(v)) {
        const r = v.call(this.component, props, state);
        return isObject(r) ? this.analyze(r, props, state) : r;
      }
      if (isObject(v)) return this.analyze(v, props, state);
      return v;
    })(styles);
  }

  generateStyles(props, state) {
    const { styles: customStyles } = props;
    const mergedStyles = this.analyze(this.defaultStyles, props, state);
    if (customStyles) {
      Object.keys(customStyles).forEach(key => {
        if (mergedStyles[key]) {
          if (isObject(mergedStyles[key])) {
            Object.assign(mergedStyles[key], customStyles[key]);
          } else {
            mergedStyles[key] = customStyles[key];
          }
        } else {
          mergedStyles[key] = customStyles[key];
        }
      });
    }
    return {
      styles: mergedStyles,
    };
  }

  constructor(defaultStyles = {}, { vary = true } = {}) {
    const manager = this;

    this.defaultStyles = defaultStyles;

    return BaseComponent => {
      const componentWillMount = BaseComponent.prototype.componentWillMount;
      const componentWillUpdate = BaseComponent.prototype.componentWillUpdate;

      BaseComponent.prototype.componentWillMount = function() {
        manager.component = this;
        Object.assign(this, manager.generateStyles(this.props, this.state));
        return componentWillMount && componentWillMount.apply(this, arguments);
      };

      if (vary) {
        BaseComponent.prototype.componentWillUpdate = function(nextProps, nextState) {
          Object.assign(this, manager.generateStyles(nextProps, nextState));
          return componentWillUpdate && componentWillUpdate.apply(this, arguments);
        };
      }

      return BaseComponent;
    };
  }
}

export default Style.factory;

然后我们需要一个错误的兜底功能，但是这个本身应该不属于容器的功能。所以我们封装一个 errorDecorator

• withError.txs

function withError<T extends IConstructable>(Wrapped: T) {
  const willReceiveProps = Wrapped.prototype.componentWillReceiveProps;
  const didMount = Wrapped.prototype.componentDidMount;
  const willUnmount = Wrapped.prototype.componentWillUnmount;

  return class extends Wrapped {
    static displayName: string = `WithError${getDisplayName(Wrapped)}·`;

    static defaultProps: IProps = {
      isOffline: false,
      isError: false,
      errorRefresh: () => {
        window.location.reload(true);
      }
    };

    private state: StateType;
    private eventNamespace: string = "";

    constructor(...args: any[]) {
      super(...args);
      const { isOffline, isError, errorRefresh, tabPanelIndex } = this.props;
      this.state = {
        isOffline,
        isError,
        errorRefresh
      };
      if (tabPanelIndex > -1) {
        this.eventNamespace = `.${tabPanelIndex}`;
      }
    }

    triggerErrorHandler = e => {...};

    componentWillReceiveProps(...args) {
      if (willReceiveProps) {
        willReceiveProps.apply(this, args);
      }
      const [nextProps] = args;
      const { isOffline, isError, errorRefresh } = nextProps;
      this.setState({
        isOffline,
        isError,
        errorRefresh
      });
    }

    componentDidMount(...args) {
      if (didMount) {
        didMount.apply(this, args);
      }
      const { eventNamespace } = this;
      emitter.on(
        EVENTS.TRIGGER_ERROR + eventNamespace,
        this.triggerErrorHandler
      );
    }

    componentWillUnmount(...args) {
      if (willUnmount) {
        willUnmount.apply(this, args);
      }
      const { eventNamespace } = this;
      emitter.off(
        EVENTS.TRIGGER_ERROR + eventNamespace,
        this.triggerErrorHandler
      );
    }

    render() {
      const { isOffline, isError, errorRefresh } = this.state;

      if (isOffline || isError) {
        let errorType = "system";
        if (isOffline) {
          errorType = "offline";
        }
        return <Error errorType={errorType} refresh={errorRefresh} />;
      }

      return super.render();
    }
  };
}

然后我们进行整合导出

import { createElement, PureComponent, RaxNode } from 'rax';
import ScrollBase from "./base/scrollBase";
import withError from "./decorator/withError";

interface IScrollContainerProps {
  spmA:string;
  spmB:string;
  renderHeader?:()=>RaxNode;
  renderFooter?:()=>RaxNode;
  [key:string]:any;
}
@withError
class ScrollContainer extends PureComponent<IScrollContainerProps,{}> {

  render() {
    return <ScrollBase {...this.props} />;
  }
}

export default ScrollContainer;

使用如下：

思维导图

最后附一张，本文思维导图。

公众号回复：【xmind1】 获取思维导图源文件

参考文献

• TypeScript装饰器（decorators）
• 文档
• TypeScript - Class Decorators

❤️ 看完三件事