裝飾者模式的應用：react高階組件和ES6 裝飾器

YuboonaZhang 發布于2019-08-26 13:24 / 2064人閱讀

摘要：裝飾者模式參與者裝飾者和被裝飾者共同的父類，是一個接口或者抽象類，用來定義基本行為定義具體對象，即被裝飾者抽象裝飾者，繼承自，從外類來擴展。三裝飾器高階組件可以看做是裝飾器模式在的實現。

一裝飾者模式

優先使用對象組合而不是類繼承。 --《設計模式》

1.什么是裝飾者模式

定義：動態的給對象添加一些額外的屬性或行為。相比于使用繼承，裝飾者模式更加靈活。

2.裝飾者模式參與者

Component：裝飾者和被裝飾者共同的父類，是一個接口或者抽象類，用來定義基本行為
ConcreteComponent：定義具體對象，即被裝飾者
Decorator：抽象裝飾者，繼承自Component，從外類來擴展ConcreteComponent。對于ConcreteComponent來說，不需要知道Decorator的存在，Decorator是一個接口或抽象類
ConcreteDecorator：具體裝飾者，用于擴展ConcreteComponent
注：裝飾者和被裝飾者對象有相同的超類型，因為裝飾者和被裝飾者必須是一樣的類型，這里利用繼承是為了達到類型匹配，而不是利用繼承獲得行為。

利用繼承設計子類，只能在編譯時靜態決定，并且所有子類都會繼承相同的行為；利用組合的做法擴展對象，就可以在運行時動態的進行擴展。裝飾者模式遵循開放-關閉原則：類應該對擴展開放，對修改關閉。利用裝飾者，我們可以實現新的裝飾者增加新的行為而不用修改現有代碼，而如果單純依賴繼承，每當需要新行為時，還得修改現有的代碼。

3.javascript 如何使用裝飾者模式
javascript 動態語言的特性使得使用裝飾器模式十分的簡單，文章主要內容會介紹兩種使用裝飾者模式的實際例子。

二 react高階組件

我們都知道高階函數是什么, 高階組件其實是差不多的用法，只不過傳入的參數變成了react組件，并返回一個新的組件.

A higher-order component is a function that takes a component and returns a new component.

形如:

const EnhancedComponent = higherOrderComponent(WrappedComponent);

高階組件是react應用中很重要的一部分，最大的特點就是重用組件邏輯。它并不是由React API定義出來的功能，而是由React的組合特性衍生出來的一種設計模式。
如果你用過redux，那你就一定接觸過高階組件，因為react-redux中的connect就是一個高階組件。

先來一個最簡單的高階組件

import React, { Component } from "react";
import simpleHoc from "./simple-hoc";

class Usual extends Component {
  render() {
    console.log(this.props, "props");
    return (
      
        Usual
      
    )
  }
}
export default simpleHoc(Usual);
import React, { Component } from "react";

const simpleHoc = WrappedComponent => {
  console.log("simpleHoc");
  return class extends Component {
    render() {
      return 
    }
  }
}

export default simpleHoc;

組件Usual通過simpleHoc的包裝，打了一個log... 那么形如simpleHoc就是一個高階組件了，通過接收一個組件class Usual，并返回一個組件class。其實我們可以看到，在這個函數里，我們可以做很多操作。而且return的組件同樣有自己的生命周期，function，另外，我們看到也可以把props傳給WrappedComponent(被包裝的組件)。

實現高階組件的方法有兩種
? 屬性代理(props proxy)。高階組件通過被包裹的 React 組件來操作 props。
? 反向繼承(inheritance inversion)。高階組件繼承于被包裹的 React 組件。

屬性代理
引入里我們寫的最簡單的形式，就是屬性代理(Props Proxy)的形式。通過hoc包裝wrappedComponent，也就是例子中的Usual，本來傳給Usual的props，都在hoc中接受到了，也就是props proxy。由此我們可以做一些操作

1.操作props
最直觀的就是接受到props，我們可以做任何讀取，編輯，刪除的很多自定義操作。包括hoc中定義的自定義事件，都可以通過props再傳下去。

import React, { Component } from "react";

const propsProxyHoc = WrappedComponent => class extends Component {

  handleClick() {
    console.log("click");
  }

  render() {
    return ();
  }
};
export default propsProxyHoc;

然后我們的Usual組件render的時候, console.log(this.props) 會得到handleClick.

2.refs獲取組件實例
當我們包裝Usual的時候，想獲取到它的實例怎么辦，可以通過引用(ref),在Usual組件掛載的時候，會執行ref的回調函數，在hoc中取到組件的實例。

import React, { Component } from "react";

const refHoc = WrappedComponent => class extends Component {

  componentDidMount() {
    console.log(this.instanceComponent, "instanceComponent");
  }

  render() {
    return ( this.instanceComponent = instanceComponent}
    />);
  }
};

export default refHoc;

3.抽離state
這里不是通過ref獲取state，而是通過 { props, 回調函數 } 傳遞給wrappedComponent組件，通過回調函數獲取state。這里用的比較多的就是react處理表單的時候。通常react在處理表單的時候，一般使用的是受控組件（文檔），即把input都做成受控的，改變value的時候，用onChange事件同步到state中。當然這種操作通過Container組件也可以做到，具體的區別放到后面去比較。看一下代碼就知道怎么回事了：

import React, { Component } from "React";
const MyContainer = (WrappedComponent) => class extends Component {
    constructor(props) { 
        super(props); 
        this.state = {
              name: "", 4 
        };
        this.onNameChange = this.onNameChange.bind(this); 
    }
    onNameChange(event) { 
        this.setState({
            name: event.target.value, 
        })
    }
    render() {
        const newProps = {
            name: {
                value: this.state.name, 
                onChange: this.onNameChange,
            },
        } 
        return ; 
    }
}

在這個例子中，我們把 input 組件中對 name prop 的 onChange 方法提取到高階組件中，這樣就有效地抽象了同樣的 state 操作。

反向繼承

const MyContainer = (WrappedComponent) => 
class extends WrappedComponent {
    render() {
        return super.render();
    } 
}

正如所見，高階組件返回的組件繼承于 WrappedComponent。因為被動地繼承了 WrappedCom- ponent，所有的調用都會反向，這也是這種方法的由來。
這種方法與屬性代理不太一樣。它通過繼承 WrappedComponent 來實現，方法可以通過 super 來順序調用。因為依賴于繼承的機制，HOC 的調用順序和隊列是一樣的:

didmount→HOC didmount→(HOCs didmount)→will unmount→HOC will unmount→(HOCs will unmount)

在反向繼承方法中，高階組件可以使用 WrappedComponent 引用，這意味著它可以使用WrappedComponent 的 state、props 、生命周期和 render 方法。但它不能保證完整的子組件樹被解析。

1.渲染劫持
渲染劫持指的就是高階組件可以控制 WrappedComponent 的渲染過程，并渲染各種各樣的結果。我們可以在這個過程中在任何 React 元素輸出的結果中讀取、增加、修改、刪除 props，或讀取或修改 React 元素樹，或條件顯示元素樹，又或是用樣式控制包裹元素樹。
正如之前說到的，反向繼承不能保證完整的子組件樹被解析，這意味著將限制渲染劫持功能。渲染劫持的經驗法則是我們可以操控 WrappedComponent 的元素樹，并輸出正確的結果。但如果元素樹中包括了函數類型的 React 組件，就不能操作組件的子組件。
我們先來看條件渲染的示例:

const MyContainer = (WrappedComponent) => 
class extends WrappedComponent {
  render() {
    if (this.props.loggedIn) {
        return super.render(); 
    } else {
        return null;
     }
   }
 }

第二個示例是我們可以對 render 的輸出結果進行修改:

const MyContainer = (WrappedComponent) => class extends WrappedComponent {
  render() {
    const elementsTree = super.render();
    let newProps = {};
    if (elementsTree && elementsTree.type === "input") { 
        newProps = {value: "may the force be with you"};
    }
    const props = Object.assign({}, elementsTree.props, newProps);
    const newElementsTree = React.cloneElement(elementsTree, props, elementsTree.props.children); 
    return newElementsTree;
  } 
}

在這個例子中，WrappedComponent 的渲染結果中，頂層的 input 組件的 value 被改寫為 may the force be with you。因此，我們可以做各種各樣的事，甚至可以反轉元素樹，或是改變元素樹中的 props。這也是 Radium 庫構造的方法。

2.控制state
高階組件可以讀取、修改或刪除 WrappedComponent 實例中的 state，如果需要的話，也可以增加 state。但這樣做，可能會讓 WrappedComponent 組件內部狀態變得一團糟。大部分的高階組件都應該限制讀取或增加 state，尤其是后者，可以通過重新命名 state，以防止混淆。
我們來看一個例子:

const MyContainer = (WrappedComponent) => class extends WrappedComponent {
 render() { 
    return (
        
        HOC Debugger Component
        Props 
        {JSON.stringify(this.props, null, 2)} 
        State
        {JSON.stringify(this.state, null, 2)}                 
        {super.render()}
         );
     } 
 }

在這個例子中，顯示了 WrappedComponent 的 props 和 state，以方便我們在程序中去調試它們。

三 ES6 裝飾器

高階組件可以看做是裝飾器模式(Decorator Pattern)在React的實現。即允許向一個現有的對象添加新的功能，同時又不改變其結構，屬于包裝模式(Wrapper Pattern)的一種
ES7中添加了一個decorator的屬性，使用@符表示，可以更精簡的書寫。那上面的例子就可以改成：

import React, { Component } from "react";
import simpleHoc from "./simple-hoc";

@simpleHoc
export default class Usual extends Component {
  render() {
    return (
      
        Usual
      
    )
  }
}

//simple-hoc
const simpleHoc = WrappedComponent => {
  console.log("simpleHoc");
  return class extends Component {
    render() {
      return 
    }
  }
}

和高階組件是同樣的效果。

類的裝飾

@testable
class MyTestableClass {
  // ...
}

function testable(target) {
  target.isTestable = true;
}

MyTestableClass.isTestable // true

上面代碼中，@testable 就是一個裝飾器。它修改了 MyTestableClass這個類的行為，為它加上了靜態屬性isTestable。testable 函數的參數 target 是 MyTestableClass 類本身。

如果覺得一個參數不夠用，可以在裝飾器外面再封裝一層函數。

function testable(isTestable) {
  return function(target) {
    target.isTestable = isTestable;
  }
}

@testable(true)
class MyTestableClass {}
MyTestableClass.isTestable // true

@testable(false)
class MyClass {}
MyClass.isTestable // false

上面代碼中，裝飾器 testable 可以接受參數，這就等于可以修改裝飾器的行為。

方法的裝飾
裝飾器不僅可以裝飾類，還可以裝飾類的屬性。

class Person {
  @readonly
  name() { return `${this.first} ${this.last}` }
}

上面代碼中，裝飾器 readonly 用來裝飾“類”的name方法。
裝飾器函數 readonly 一共可以接受三個參數。

function readonly(target, name, descriptor){
  // descriptor對象原來的值如下
  // {
  //   value: specifiedFunction,
  //   enumerable: false,
  //   configurable: true,
  //   writable: true
  // };
  descriptor.writable = false;
  return descriptor;
}

readonly(Person.prototype, "name", descriptor);
// 類似于
Object.defineProperty(Person.prototype, "name", descriptor);

裝飾器第一個參數是類的原型對象，上例是 Person.prototype，裝飾器的本意是要“裝飾”類的實例，但是這個時候實例還沒生成，所以只能去裝飾原型（這不同于類的裝飾，那種情況時target參數指的是類本身）；
第二個參數是所要裝飾的屬性名
第三個參數是該屬性的描述對象
另外，上面代碼說明，裝飾器（readonly）會修改屬性的描述對象（descriptor），然后被修改的描述對象再用來定義屬性。

四更加抽象的裝飾

ES5 中，mixin 為 object 提供功能“混合”能力，由于 JavaScript 的原型繼承機制，通過 mixin 一個或多個對象到構造器的 prototype上，能夠間接提供為“類”的實例混合功能的能力。

下面是例子：

function mixin(...objs){
    return objs.reduce((dest, src) => {
        for (var key in src) {
            dest[key] = src[key]
        }
        return dest;    
    });
}

function createWithPrototype(Cls){
    var P = function(){};
    P.prototype = Cls.prototype;
    return new P();
}

function Person(name, age, gender){
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.gender = gender;
}

function Employee(name, age, gender, level, salary){
    Person.call(this, name, age, gender);
    this.level = level;
    this.salary = salary;
}

Employee.prototype = createWithPrototype(Person);

mixin(Employee.prototype, {
    getSalary: function(){
        return this.salary;
    }
});

function Serializable(Cls, serializer){
    mixin(Cls, serializer);
    this.toString = function(){
        return Cls.stringify(this);
    } 
}

mixin(Employee.prototype, new Serializable(Employee, {
        parse: function(str){
            var data = JSON.parse(str);
            return new Employee(
                data.name,
                data.age,
                data.gender,
                data.level,
                data.salary
            );
        },
        stringify: function(employee){
            return JSON.stringify({
                name: employee.name,
                age: employee.age,
                gender: employee.gender,
                level: employee.level,
                salary: employee.salary
            });
        }
    })
);

從一定程度上，mixin 彌補了 JavaScript 單一原型鏈的缺陷，可以實現類似于多重繼承的效果。在上面的例子里，我們讓 Employee “繼承” Person，同時也“繼承” Serializable。有趣的是我們通過 mixin Serializable 讓 Employee 擁有了 stringify 和 parse 兩個方法，同時我們改寫了 Employee 實例的 toString 方法。

我們可以如下使用上面定義的類：

var employee = new Employee("jane",25,"f",1,1000);
var employee2 = Employee.parse(employee+""); //通過序列化反序列化復制對象

console.log(employee2, 
    employee2 instanceof Employee,    //true 
    employee2 instanceof Person,    //true
    employee == employee2);        //false

ES6 中的 mixin 式繼承
在 ES6 中，我們可以采用全新的基于類繼承的 “mixin” 模式設計更優雅的“語義化”接口，這是因為 ES6 中的 extends 可以繼承動態構造的類，這一點和其他的靜態聲明類的編程語言不同，在說明它的好處之前，我們先看一下 ES6 中如何更好地實現上面 ES5 代碼里的 Serializable：

用繼承實現 Serializable

class Serializable{
  constructor(){
    if(typeof this.constructor.stringify !== "function"){
      throw new ReferenceError("Please define stringify method to the Class!");
    }
    if(typeof this.constructor.parse !== "function"){
      throw new ReferenceError("Please define parse method to the Class!");
    }
  }
  toString(){
    return this.constructor.stringify(this);
  }
}

class Person extends Serializable{
  constructor(name, age, gender){
    super();
    Object.assign(this, {name, age, gender});
  }
}

class Employee extends Person{
  constructor(name, age, gender, level, salary){
    super(name, age, gender);
    this.level = level;
    this.salary = salary;
  }
  static stringify(employee){
    let {name, age, gender, level, salary} = employee;
    return JSON.stringify({name, age, gender, level, salary});
  }
  static parse(str){
    let {name, age, gender, level, salary} = JSON.parse(str);
    return new Employee(name, age, gender, level, salary);
  }
}

let employee = new Employee("jane",25,"f",1,1000);
let employee2 = Employee.parse(employee+""); //通過序列化反序列化復制對象

console.log(employee2, 
  employee2 instanceof Employee,  //true 
  employee2 instanceof Person,  //true
  employee == employee2);   //false
上面的代碼，我們用 ES6 的類繼承實現了 Serializable，與 ES5 的實現相比，它非常簡單，首先我們設計了一個 Serializable 類：

class Serializable{
  constructor(){
    if(typeof this.constructor.stringify !== "function"){
      throw new ReferenceError("Please define stringify method to the Class!");
    }
    if(typeof this.constructor.parse !== "function"){
      throw new ReferenceError("Please define parse method to the Class!");
    }
  }
  toString(){
    return this.constructor.stringify(this);
  }
}

它檢查當前實例的類上是否有定義 stringify 和 parse 靜態方法，如果有，使用靜態方法重寫 toString 方法，如果沒有，則在實例化對象的時候拋出一個異常。

這么設計挺好的，但它也有不足之處，首先注意到我們將 stringify 和 parse 定義到 Employee 上，這沒有什么問題，但是如果我們實例化 Person，它將報錯：

let person = new Person("john", 22, "m");
//Uncaught ReferenceError: Please define stringify method to the Class!

這是因為我們沒有在 Person 上定義 parse 和 stringify 方法。因為 Serializable 是一個基類，在只支持單繼承的 ES6 中，如果我們不需要 Person 可序列化，只需要 Person 的子類 Employee 可序列化，靠這種繼承鏈是做不到的。

另外，如何用 Serializable 讓 JS 原生類的子類（比如 Set、Map）可序列化？

所以，我們需要考慮改變一下我們的設計模式：

用 mixin 實現 Serilizable

const Serializable = Sup => class extends Sup {
  constructor(...args){
    super(...args);
    if(typeof this.constructor.stringify !== "function"){
      throw new ReferenceError("Please define stringify method to the Class!");
    }
    if(typeof this.constructor.parse !== "function"){
      throw new ReferenceError("Please define parse method to the Class!");
    }
  }
  toString(){
    return this.constructor.stringify(this);
  }
}

class Person {
  constructor(name, age, gender){
    Object.assign(this, {name, age, gender});
  }
}

class Employee extends Serializable(Person){
  constructor(name, age, gender, level, salary){
    super(name, age, gender);
    this.level = level;
    this.salary = salary;
  }
  static stringify(employee){
    let {name, age, gender, level, salary} = employee;
    return JSON.stringify({name, age, gender, level, salary});
  }
  static parse(str){
    let {name, age, gender, level, salary} = JSON.parse(str);
    return new Employee(name, age, gender, level, salary);
  }
}

let employee = new Employee("jane",25,"f",1,1000);
let employee2 = Employee.parse(employee+""); //通過序列化反序列化復制對象

console.log(employee2, 
  employee2 instanceof Employee,  //true 
  employee2 instanceof Person,  //true
  employee == employee2);   //false

在上面的代碼里，我們改變了 Serializable，讓它成為一個動態返回類型的函數，然后我們通過 class Employ extends Serializable(Person) 來實現可序列化，在這里我們沒有可序列化 Person 本身，而將 Serializable 在語義上變成一種修飾，即 Employee 是一種可序列化的 Person。于是，我們要 new Person 就不會報錯了：

let person = new Person("john", 22, "m"); 
//Person {name: "john", age: 22, gender: "m"}

這么做了之后，我們還可以實現對原生類的繼承，例如：

繼承原生的 Set 類

const Serializable = Sup => class extends Sup {
  constructor(...args){
    super(...args);
    if(typeof this.constructor.stringify !== "function"){
      throw new ReferenceError("Please define stringify method to the Class!");
    }
    if(typeof this.constructor.parse !== "function"){
      throw new ReferenceError("Please define parse method to the Class!");
    }
  }
  toString(){
    return this.constructor.stringify(this);
  }
}

class MySet extends Serializable(Set){
  static stringify(s){
    return JSON.stringify([...s]);
  }
  static parse(data){
    return new MySet(JSON.parse(data));
  }
}

let s1 = new MySet([1,2,3,4]);
let s2 = MySet.parse(s1 + "");
console.log(s2,         //Set{1,2,3,4}
            s1 == s2);  //false

通過 MySet 繼承 Serializable(Set)，我們得到了一個可序列化的 Set 類！同樣我們還可以實現可序列化的 Map：

class MyMap extends Serializable(Map){
    ...
    static stringify(map){
        ...
    }
    static parse(str){
        ...
    }
}

如果不用 mixin 模式而使用繼承，我們就得分別定義不同的類來對應 Set 和 Map 的繼承，而用了 mixin 模式，我們構造出了通用的 Serializable，它可以用來“修飾”任何對象。

我們還可以定義其他的“修飾符”，然后將它們組合使用，比如：

const Serializable = Sup => class extends Sup {
  constructor(...args){
    super(...args);
    if(typeof this.constructor.stringify !== "function"){
      throw new ReferenceError("Please define stringify method to the Class!");
    }
    if(typeof this.constructor.parse !== "function"){
      throw new ReferenceError("Please define parse method to the Class!");
    }
  }
  toString(){
    return this.constructor.stringify(this);
  }
}

const Immutable = Sup => class extends Sup {
  constructor(...args){
    super(...args);
    Object.freeze(this);
  }
}

class MyArray extends Immutable(Serializable(Array)){
  static stringify(arr){
    return JSON.stringify({Immutable:arr});
  }
  static parse(data){
    return new MyArray(...JSON.parse(data).Immutable);
  }
}

let arr1 = new MyArray(1,2,3,4);
let arr2 = MyArray.parse(arr1 + "");
console.log(arr1, arr2, 
    arr1+"",     //{"Immutable":[1,2,3,4]}
    arr1 == arr2);

arr1.push(5); //throw Error!

上面的例子里，我們通過 Immutable 修飾符定義了一個不可變數組，同時通過 Serializable 修飾符修改了它的序列化存儲方式，而這一切，通過定義 class MyArray extends Immutable(Serializable(Array)) 來實現。

五參考

react高階組件
類的裝飾器：ES6 中優雅的 mixin 式繼承

GPU云服務器云服務器裝飾者模式裝飾器模式 Java裝飾器模式 jsp 裝飾者

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