JavaScript修饰器 什么是它们以及何时使用它们
学习JavaScript中的装饰器：它们是什么，如何工作，有什么用处，优缺点是什么，以及如何使用它们
在本文中，我们将深入讨论JavaScript中的装饰器：它们是什么，它们如何工作，它们有什么用处，以及如何使用它们。我们将涵盖装饰器组合、参数装饰器、异步装饰器、创建自定义装饰器、在各种框架中使用装饰器、装饰器工厂以及JavaScript装饰器的优缺点。
JavaScript中的装饰器是什么？
装饰器是一个向现有方法添加一些超能力的函数。它允许修改对象的行为，而不改变其原始代码，而是扩展其功能。
装饰器非常适合增强代码的可读性、可维护性和可重用性。在JavaScript中，装饰器是可以修改类、方法、属性甚至参数的函数。它们提供了一种在不修改源代码的情况下向代码的各个部分添加行为或元数据的方式。
装饰器通常与类一起使用，并以@符号为前缀：
// 一个简单的装饰器函数function log(target, key, descriptor) { console.log(`Logging ${key} function`); return descriptor;}class Example { @log greet() { console.log("Hello, world!"); }}const example = new Example();example.greet(); // 输出 "Logging greet function" 和 "Hello, world!"上面的代码演示了装饰器如何通过在方法执行之前记录消息来修改类方法的行为。
装饰器组合
装饰器具有组合和嵌套的强大功能。这意味着我们可以将多个装饰器应用于相同的代码片段，并按照特定的顺序执行它们。这有助于构建复杂而模块化的应用程序。
装饰器组合的一个例子
让我们来看一个使用多个装饰器的用例。考虑一个Web应用程序，我们希望根据用户的身份验证和授权级别来限制对某些路由的访问。我们可以通过组合装饰器来实现这一点：
@requireAuth@requireAdminclass AdminDashboard { // ...}这里，requireAuth和requireAdmin是确保用户在访问AdminDashboard之前进行身份验证并具有管理员权限的装饰器。
参数修饰符
参数修饰符允许我们修改方法参数。它们比其他修饰符类型更少见，但在某些情况下非常有用，例如验证或转换函数参数。
一个参数修饰符的示例
下面是一个参数修饰符的示例，它确保函数参数在指定范围内：
function validateParam(min, max) {
return function (target, key, index) {
const originalMethod = target[key];
target[key] = function (...args) {
const arg = args[index];
if (arg < min || arg > max) {
throw new Error(`第${index}个参数超出范围。`);
}
return originalMethod.apply(this, args);
};
};
}
class MathOperations {
@validateParam(0, 10)
multiply(a, b) {
return a * b;
}
}
const math = new MathOperations();
math.multiply(5, 12); // 抛出错误该代码定义了一个名为validateParam的修饰符，应用于MathOperations类中的multiply方法。 validateParam修饰符检查multiply方法的参数是否在指定范围内（0到10）。 当使用参数5和12调用multiply方法时，修饰符检测到12超出了范围，并抛出错误。
异步修饰符
异步修饰符在现代JavaScript应用程序中处理异步操作。在处理async/await和 Promise 时非常有用。
一个异步修饰符的示例
假设我们想限制特定方法的调用速率。我们可以创建一个@throttle修饰符：
function throttle(delay) {
let lastExecution = 0;
return function (target, key, descriptor) {
const originalMethod = descriptor.value;
descriptor.value = async function (...args) {
const now = Date.now();
if (now - lastExecution >= delay) {
lastExecution = now;
return originalMethod.apply(this, args);
} else {
console.log(`方法${key}被节流了。`);
}
};
};
}
class DataService {
@throttle(1000)
async fetchData() {
// 从服务器获取数据
}
}
const dataService = new DataService();
dataService.fetchData(); // 每秒只执行一次在这里，定义了一个throttle修饰符，应用于DataService类中的fetchData方法。该节流修饰符确保fetchData方法每秒只执行一次。如果经常调用该方法，修饰符会记录一条消息指示方法已经被节流。
此代码演示了修饰符如何控制方法调用速率，这在限制 API 请求频率等场景中非常有用。
创建自定义修饰符
虽然JavaScript提供了一些内置的修饰符，例如@deprecated或@readonly，但在某些情况下，我们需要根据项目需求创建自定义修饰符。
自定义修饰符是用户定义的函数，用于修改JavaScript代码中的类、方法、属性或参数的行为或属性。这些修饰符封装和重用特定功能，可在整个代码库中始终强制执行某些约定。
自定义修饰符的示例
修饰符以@符号开头。让我们创建一个在方法执行前后记录消息的自定义修饰符。这将有助于说明自定义修饰符的基本结构：
function logMethod(target, key, descriptor) {
const originalMethod = descriptor.value; // 保存原始方法
// 重新定义具有自定义行为的方法
descriptor.value = function (...args) {
console.log(`调用${key}之前`);
const result = originalMethod.apply(this, args);
console.log(`调用${key}之后`);
return result;
};
return descriptor;
}
class Example {
@logMethod
greet() {
console.log("Hello, 世界！");
}
}
const example = new Example();
example.greet();在此示例中，我们定义了logMethod修饰符，它包装了Example类的greet方法。修饰符在方法执行前后记录一条消息，增强了greet方法的行为，而无需修改其源代码。
让我们来看一个例子 – 定制的@measureTime装饰器，用于记录方法的执行时间：
function measureTime(target, key, descriptor) { const originalMethod = descriptor.value; descriptor.value = function (...args) { const start = performance.now(); const result = originalMethod.apply(this, args); const end = performance.now(); console.log(`执行${key}的时间： ${end - start} 毫秒`); return result; }; return descriptor;}class Timer { @measureTime heavyComputation() { // 模拟一个计算量大的操作 for (let i = 0; i < 1000000000; i++) {} }}const timer = new Timer();timer.heavyComputation(); // 记录执行时间上面的代码定义了一个名为measureTime的自定义装饰器，并将其应用于Timer类中的一个方法。这个装饰器测量了装饰方法的执行时间。当我们调用heavyComputation方法时，装饰器记录开始时间，运行计算，记录结束时间，计算经过的时间，并将其记录到控制台。
这段代码展示了装饰器如何为方法添加性能监测和计时功能，这对于优化代码和识别瓶颈非常有价值。
自定义装饰器功能的用例
自定义装饰器可以提供各种功能，如验证、身份验证、日志记录或性能测量。下面是一些用例：
- 验证。我们可以创建装饰器来验证方法的参数，确保它们满足特定的条件，就像前面的示例中的参数验证一样。
- 身份验证和授权。装饰器可以用来强制访问控制和授权规则，允许我们保护路由或方法。
- 缓存。装饰器可以实现缓存机制，以便高效地存储和检索数据，减少不必要的计算。
- 日志记录。装饰器可以记录方法调用、性能指标或错误，有助于调试和监控。
- 记忆化。记忆化装饰器可以为特定输入缓存函数结果，提高重复计算的性能。
- 重试机制。我们可以创建装饰器，以在失败的情况下自动重试某个方法一定次数。
- 事件处理。装饰器可以在方法执行之前和之后触发事件，实现事件驱动的架构。
不同框架中的装饰器
JavaScript框架和库如Angular、React和Vue.js都有自己的装饰器使用约定。了解这些框架中装饰器的工作方式有助于我们构建更好的应用程序。
Angular：广泛使用装饰器
Angular是一个全面的前端框架，大量依赖装饰器来定义组件、服务等各个领域。以下是一些在Angular中使用的装饰器：
-
@Component。用于定义组件，指定组件的选择器、模板和样式：@Component({ selector: "app-example", template: "<p>示例组件</p>",})class ExampleComponent {} -
@Injectable。将一个类标记为可注入到其他组件和服务中的服务：@Injectable()class ExampleService {} -
@Input和@Output。这些装饰器允许我们为组件定义输入和输出属性，方便父子组件之间的通信：@Input() title: string;@Output() notify: EventEmitter<string> = new EventEmitter();
Angular的装饰器增强了代码组织，使得构建具有清晰和结构化架构的复杂应用程序更容易。
React：高阶组件
React是一个受欢迎的JavaScript库。它没有像Angular那样的原生装饰器。然而，React引入了一种称为高阶组件（HOC）的概念，它起到了装饰器的作用。HOC是一种函数，它接受一个组件并返回一个新的增强组件。它们用于代码复用、状态抽象和属性操作。
以下是一个在组件渲染时记录日志的HOC示例：
function withLogger(WrappedComponent){ return class extends React.Component { render(){ console.log("正在渲染", WrappedComponent.name); return <WrappedComponent {...this.props} />; } };}const EnhancedComponent = withLogger(MyComponent);在这个例子中，withLogger是一个高阶组件，它会记录包裹的任何组件的渲染过程。这是一种在不改变组件源代码的情况下增强组件行为的方式。
Vue.js：使用装饰器的Vue.js组件选项
Vue.js是另一个流行的用于构建用户界面的JavaScript框架。虽然Vue.js本身不原生支持装饰器，但一些项目和库允许我们使用装饰器来定义组件选项。
下面是使用vue-class-component库以装饰器方式定义Vue组件的示例：
javascriptCopy codeimport { Component, Prop, Vue } from 'vue-class-component';@Componentclass MyComponent extends Vue { @Prop() title: string; data() { return { message: '你好，世界！' }; }}在这个例子中，使用@Component装饰器来定义一个Vue组件，使用@Prop装饰器来声明组件的prop。
装饰器工厂
装饰器工厂是返回装饰器函数的函数。我们不直接定义装饰器，而是创建一个基于传入参数生成装饰器的函数。这样可以定制装饰器的行为，使其具有高度的灵活性和重用性。
一个装饰器工厂的一般结构如下：
function decoratorFactory(config) { return function decorator(target, key, descriptor) { // 根据'config'参数定制装饰器的行为 // 可以修改'target'、'key'或'descriptor'等 };}在这个例子中，decoratorFactory是一个装饰器工厂函数，它接受一个config参数。它返回一个装饰器函数，该装饰器函数根据提供的配置修改目标、键或描述符等。
让我们尝试另一个例子 – 一个可以记录不同严重程度消息的装饰器工厂：
function logWithSeverity(severity) { return function(target, key, descriptor) { const originalMethod = descriptor.value; descriptor.value = function(...args) { console.log(`[${severity}] ${key}被调用`); return originalMethod.apply(this, args); }; };}class Logger { @logWithSeverity("INFO") info() { // 记录信息消息 } @logWithSeverity("ERROR") error() { // 记录错误消息 }}const logger = new Logger();logger.info(); // 输出"[INFO] info被调用"logger.error(); // 输出"[ERROR] error被调用"在上面的代码中，自定义装饰器被用于增强Logger类中的方法。这些装饰器是由一个名为logWithSeverity的装饰器工厂创建的。应用到方法上时，它们在执行原始方法之前记录具有特定严重程度级别的消息。在此示例中，Logger类的info和error方法通过装饰器设置为分别记录严重程度级别为INFO和ERROR的消息。当调用这些方法时，装饰器记录指示方法调用及其严重程度级别的消息。
这段代码展示了装饰器工厂如何创建可定制的装饰器，以在方法中添加行为（例如日志记录）而无需修改源代码。
装饰器工厂的实际应用案例
装饰器工厂特别适用于创建具有不同设置、条件或行为的装饰器。下面是一些装饰器工厂的实际应用案例：
-
验证装饰器。我们可以创建一个验证装饰器工厂来生成针对方法参数进行特定条件验证的装饰器。例如，一个
@validateParam装饰器工厂可以对不同的参数强制执行不同的规则，如最小值和最大值：function validateParam(min, max) { return function (target, key, descriptor) { // 使用'min'和'max'值验证参数 };}class MathOperations { @validateParam(0, 10) multiply(a, b) { return a * b; }} -
日志装饰器。装饰器工厂可以生成具有不同日志级别或目标的日志装饰器。例如，我们可以创建一个
@logWithSeverity装饰器工厂来记录具有不同严重程度级别的消息：function logWithSeverity(severity) { return function (target, key, descriptor) { // 记录具有指定'severity'的消息 };}class Logger { @logWithSeverity("INFO") info() { // 记录信息消息 } @logWithSeverity("ERROR") error() { // 记录错误消息 }} -
条件装饰器。装饰器工厂允许我们创建只在特定情况下应用装饰行为的条件装饰器。例如，我们可以创建一个
@conditionallyExecute装饰器工厂，在执行方法之前检查条件：function conditionallyExecute(shouldExecute) { return function(target, key, descriptor) { if (shouldExecute) { // 执行方法 } else { // 跳过执行 } };}class Example { @conditionallyExecute(false) someMethod() { // 有条件地执行该方法 }}
装饰器工厂的好处
一些装饰器工厂的好处包括：
- 可配置性。装饰器工厂使我们能够定义具有不同配置的装饰器，以适应不同的用例。
- 可重用性。一旦我们创建了装饰器工厂，我们可以在整个代码库中重复使用它，生成一致的行为。
- 整洁的代码。装饰器工厂通过封装特定的行为和促进更模块化的结构，有助于保持我们的代码库整洁。
- 动态性。装饰器工厂的动态特性使它们适用于具有不同需求的复杂应用程序。
JavaScript装饰器的优缺点
JavaScript装饰器虽然功能强大，但也有它们自己的优化优点和缺点，开发者们应该意识到。
JavaScript装饰器优化的优点
- 代码可重用性。装饰器促进了常见横切关注点代码的重用。我们可以将相同的逻辑封装在一个装饰器中，并在需要时应用它，而不是在多个地方编写相同的逻辑。它减少了代码重复，使维护和更新更容易。
- 可读性。装饰器可以通过分离关注点来增强代码的可读性。当装饰器用于管理日志记录、验证或其他非核心功能时，更容易专注于类或方法的核心逻辑。
- 模块化。装饰器在我们的代码库中促进模块化。我们可以轻松创建和独立维护装饰器，并在不影响核心实现的情况下添加或删除功能。
- 性能优化。装饰器可以通过允许我们缓存昂贵的函数调用来优化性能，就像记忆化装饰器中所见。它可以显著减少在相同输入产生相同输出的情况下的执行时间。
- 测试和调试。装饰器可以有助于测试和调试。我们可以创建记录方法调用及其参数的装饰器，有助于在开发期间识别和修复问题，并在生产环境中进行故障排除。
JavaScript装饰器优化的缺点
- 额外开销。如果将多个装饰器应用于同一个函数或类，使用装饰器可能会引入额外的开销。每个装饰器可能会带来在原始函数之前或之后执行的附加代码。这可能会影响性能，尤其是在时间关键的应用程序中。
- 复杂性。随着代码库的增长，使用装饰器可能会增加复杂性。装饰器经常涉及链接多个函数在一起，理解执行顺序可能变得具有挑战性。调试此类代码也可能更加复杂。
- 维护性。虽然装饰器可以促进代码的重用性，但如果过度使用，它们也可能使代码库难以维护。开发人员需要小心不要创造过多的装饰器，这可能会导致混淆和跟踪行为修改的困难。
- 有限的浏览器支持。JavaScript装饰器仍然是一个提案，并不是所有浏览器都完全支持。为了在生产中使用装饰器，我们可能需要依赖于像Babel这样的转译器，这可能会给构建过程增加额外的复杂性。
结论
本文对JavaScript中的装饰器进行了深入探讨。装饰器是一种以整洁/模块化的方式增强现有方法、类、属性或参数行为的函数。它们用于向代码添加功能或元数据，而不更改其源代码。
通过本文提供的见解，在JavaScript开发中明智地使用装饰器。
您可以通过阅读GitHub上的TC39装饰器提案了解有关JavaScript装饰器持续发展的更多信息。
关于JavaScript装饰器的常见问题
什么是JavaScript中的装饰器？
装饰器是JavaScript中的一个提议性特性，允许您向类、方法和属性添加元数据或行为。它们使用@decorator语法应用。
为什么JavaScript中的装饰器有用？
装饰器有助于分离关注点并改善代码的可读性。它们允许您向代码添加功能或功能，而不会使类的核心逻辑变得杂乱无章。
JavaScript中装饰器的一些常见用例包括什么？
装饰器可用于多种目的，包括日志记录、验证、授权、缓存和依赖注入。它们在像Angular和TypeScript这样的框架中特别有用。
有哪些使用装饰器的流行库或框架？
Angular是一个广为人知的框架，它广泛使用装饰器来定义组件、服务等。Mobx是一个状态管理库，也使用装饰器来定义可观察的数据。
在JavaScript中，有没有与装饰器实现类似功能的替代方案？
虽然装饰器是一种方便添加元数据和行为的方式，但你可以通过使用高阶函数、混入和其他设计模式在JavaScript中实现类似的结果。
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