JavaScript Decorators Forslag: Metodeudvidelse og Metadata Annotation

JavaScript, som et dynamisk sprog i konstant udvikling, søger kontinuerligt måder at forbedre kodens læsbarhed, vedligeholdelsesevne og udvidelsesmuligheder. En af de mest ventede funktioner, der sigter mod at adressere disse aspekter, er Decorators-forslaget. Denne artikel giver en omfattende oversigt over JavaScript Decorators, udforsker deres syntaks, kapabiliteter og potentielle indvirkning på moderne JavaScript-udvikling. Selvom det i øjeblikket er et Stage 3-forslag, bruges decorators allerede i vid udstrækning i frameworks som Angular og bliver i stigende grad adopteret via transpilere som Babel. Dette gør en forståelse af dem afgørende for enhver moderne JavaScript-udvikler.

Hvad er JavaScript Decorators?

Decorators er et designmønster lånt fra andre sprog som Python og Java. I bund og grund er de en speciel slags deklaration, der kan knyttes til en klasse, metode, accessor, egenskab eller parameter. Decorators bruger @expression-syntaksen, hvor expression skal evaluere til en funktion, der vil blive kaldt under kørsel med information om den dekorerede deklaration.

Tænk på decorators som en måde at tilføje ekstra funktionalitet eller metadata til eksisterende kode uden direkte at ændre den. Dette fremmer en mere deklarativ og vedligeholdelsesvenlig kodebase.

Grundlæggende Syntaks og Anvendelse

En simpel decorator er en funktion, der tager et, to eller tre argumenter afhængigt af, hvad den dekorerer:

• For en klasse decorator er argumentet klassens constructor.
• For en metode- eller accessor-decorator er argumenterne målobjektet (enten klassens prototype eller klassens constructor for statiske medlemmer), egenskabsnøglen (navnet på metoden eller accessoren) og egenskabsdescriptoren.
• For en egenskabs-decorator er argumenterne målobjektet og egenskabsnøglen.
• For en parameter-decorator er argumenterne målobjektet, egenskabsnøglen og indekset for parameteren i funktionens parameterliste.

Klasse Decorators

En klasse decorator anvendes på klassens constructor. Den kan bruges til at observere, modificere eller erstatte en klassedefinition. Et almindeligt anvendelsesscenarie er at registrere en klasse i et framework eller bibliotek.

Eksempel: Logning af Klasseinstansieringer

            function logClass(constructor: Function) {
 return class extends constructor {
 constructor(...args: any[]) {
 super(...args);
 console.log(`Ny instans af ${constructor.name} oprettet.`);
 }
 };
}

@logClass
class MyClass {
 constructor(public message: string) {
 }
}

const instance = new MyClass("Hello, Decorators!"); // Output: Ny instans af MyClass oprettet.
            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempel modificerer logClass-decoratoren MyClass-constructoren til at logge en besked, hver gang en ny instans oprettes.

Metode Decorators

Metode decorators anvendes på metoder inden i en klasse. De kan bruges til at observere, modificere eller erstatte en metodes adfærd. Dette er nyttigt til ting som logning af metodekald, validering af argumenter eller implementering af caching.

Eksempel: Logning af Metodekald

            function logMethod(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
 const originalMethod = descriptor.value;

 descriptor.value = function (...args: any[]) {
 console.log(`Kalder metode ${propertyKey} med argumenter: ${JSON.stringify(args)}`);
 const result = originalMethod.apply(this, args);
 console.log(`Metode ${propertyKey} returnerede: ${result}`);
 return result;
 };

 return descriptor;
}

class Calculator {
 @logMethod
 add(a: number, b: number): number {
 return a + b;
 }
}

const calculator = new Calculator();
const sum = calculator.add(5, 3); // Output: Kalder metode add med argumenter: [5,3]
 // Output: Metode add returnerede: 8
            

              
                Copy
              
            
          

logMethod-decoratoren logger argumenterne og returværdien for add-metoden.

Accessor Decorators

Accessor decorators ligner metode decorators, men anvendes på getter- eller setter-metoder. De kan bruges til at kontrollere adgang til egenskaber eller tilføje valideringslogik.

Eksempel: Validering af Setter-værdier

            function validate(target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
 const originalSet = descriptor.set;

 descriptor.set = function (value: number) {
 if (value < 0) {
 throw new Error("Værdien skal være ikke-negativ.");
 }
 originalSet.call(this, value);
 };
}

class Temperature {
 private _celsius: number = 0;

 @validate
 set celsius(value: number) {
 this._celsius = value;
 }

 get celsius(): number {
 return this._celsius;
 }
}

const temperature = new Temperature();
temperature.celsius = 25; // OK
// temperature.celsius = -10; // Kaster en fejl
            

              
                Copy
              
            
          

validate-decoratoren sikrer, at celsius-setteren kun accepterer ikke-negative værdier.

Egenskabs Decorators

Egenskabs decorators anvendes på klasseegenskaber. De kan bruges til at definere metadata om egenskaben eller til at ændre dens adfærd.

Eksempel: Definition af en Påkrævet Egenskab

            function required(target: any, propertyKey: string) {
 let existingRequiredProperties: string[] = target.__requiredProperties__ || [];
 existingRequiredProperties.push(propertyKey);
 target.__requiredProperties__ = existingRequiredProperties;
}

class UserProfile {
 @required
 name: string;

 age: number;

 constructor(data: any) {
 this.name = data.name;
 this.age = data.age;

 const requiredProperties: string[] = (this.constructor as any).prototype.__requiredProperties__ || [];
 requiredProperties.forEach(property => {
 if (!this[property]) {
 throw new Error(`Mangler påkrævet egenskab: ${property}`);
 }
 });
 }
}

// const user = new UserProfile({}); // Kaster en fejl: Mangler påkrævet egenskab: name
const user = new UserProfile({ name: "John Doe" }); // OK
            

              
                Copy
              
            
          

required-decoratoren markerer name-egenskaben som påkrævet. Constructoren kontrollerer derefter, om alle påkrævede egenskaber er til stede.

Parameter Decorators

Parameter decorators anvendes på funktionsparametre. De kan bruges til at tilføje metadata om parameteren eller til at ændre dens adfærd. De er mindre almindelige end andre typer decorators.

Eksempel: Injektion af Afhængigheder

            import 'reflect-metadata';

const Injectable = (): ClassDecorator => {
 return (target: any) => {
 Reflect.defineMetadata('injectable', true, target);
 };
};

const Inject = (token: any): ParameterDecorator => {
 return (target: any, propertyKey: string | symbol | undefined, parameterIndex: number) => {
 Reflect.defineMetadata('design:paramtypes', [token], target, propertyKey!)
 };
};

@Injectable()
class DatabaseService {
 connect() {
 console.log("Forbinder til databasen...");
 }
}

class UserService {
 private databaseService: DatabaseService;

 constructor(@Inject(DatabaseService) databaseService: DatabaseService) {
 this.databaseService = databaseService;
 }

 getUser(id: number) {
 this.databaseService.connect();
 console.log(`Henter bruger med ID: ${id}`);
 }
}

const databaseService = new DatabaseService();
const userService = new UserService(databaseService);
userService.getUser(123);
            

              
                Copy
              
            
          

I dette eksempel bruger vi reflect-metadata (en almindelig praksis, når man arbejder med dependency injection i JavaScript/TypeScript). @Inject-decoratoren fortæller UserService-constructoren, at den skal injicere en instans af DatabaseService. Selvom ovenstående eksempel ikke kan eksekveres fuldt ud uden yderligere opsætning, demonstrerer det den tilsigtede effekt.

Anvendelsesscenarier og Fordele

Decorators tilbyder en række fordele og kan anvendes til forskellige anvendelsesscenarier:

• Metadata Annotation: Decorators kan bruges til at knytte metadata til klasser, metoder og egenskaber. Disse metadata kan bruges af frameworks og biblioteker til at levere yderligere funktionalitet, såsom dependency injection, routing og validering.
• Aspektorienteret Programmering (AOP): Decorators kan implementere AOP-koncepter som logning, sikkerhed og transaktionsstyring ved at indpakke metoder med yderligere adfærd.
• Genbrugelighed af Kode: Decorators fremmer genbrugelighed af kode ved at give dig mulighed for at udtrække fælles funktionalitet i genanvendelige decorators.
• Forbedret Læsbarhed: Decorators gør koden mere læsbar og deklarativ ved at adskille ansvarsområder og reducere boilerplate-kode.
• Framework-integration: Decorators bruges i vid udstrækning i populære JavaScript-frameworks som Angular, NestJS og MobX til at give en mere deklarativ og udtryksfuld måde at definere komponenter, services og andre framework-specifikke koncepter på.

Eksempler fra den Virkelige Verden og Internationale Overvejelser

Selvom de grundlæggende koncepter for decorators forbliver de samme på tværs af forskellige programmeringskontekster, kan deres anvendelse variere baseret på det specifikke framework eller bibliotek, der bruges. Her er et par eksempler:

• Angular (Udviklet af Google, brugt globalt): Angular anvender i høj grad decorators til at definere komponenter, services og direktiver. For eksempel bruges @Component-decoratoren til at definere en UI-komponent med dens skabelon, stilarter og andre metadata. Dette giver udviklere fra forskellige baggrunde mulighed for let at oprette og administrere komplekse brugergrænseflader ved hjælp af en standardiseret tilgang.

              
   @Component({
   selector: 'app-my-component',
   templateUrl: './my-component.html',
   styleUrls: ['./my-component.css']
   })
   class MyComponent {
   // Komponentlogik her
   }
   
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• NestJS (Et Node.js framework inspireret af Angular, globalt adopteret): NestJS bruger decorators til at definere controllere, ruter og moduler. @Controller- og @Get-decoratorerne bruges til at definere API-endepunkter og deres tilsvarende handlere. Dette forenkler processen med at bygge skalerbare og vedligeholdelsesvenlige server-side applikationer, uanset udviklerens geografiske placering.

              
   @Controller('users')
   class UsersController {
   @Get()
   findAll(): string {
   return 'Denne handling returnerer alle brugere';
   }
   }
   
              
  
                
                  Copy
                
              
            

• MobX (Et state management bibliotek, udbredt i React-applikationer globalt): MobX bruger decorators til at definere observerbare egenskaber og beregnede værdier. @observable- og @computed-decoratorerne sporer automatisk ændringer i data og opdaterer UI'en i overensstemmelse hermed. Dette hjælper udviklere med at bygge responsive og effektive brugergrænseflader for et internationalt publikum, hvilket sikrer en glat brugeroplevelse selv med komplekse dataflows.

              
   class Store {
   @observable count = 0;
  
   @computed get doubledCount() {
   return this.count * 2;
   }
  
   increment() {
   this.count++;
   }
   }
   
              
  
                
                  Copy
                
              
            

Internationaliseringsovervejelser: Når man bruger decorators i projekter, der er rettet mod et globalt publikum, er det vigtigt at overveje internationalisering (i18n) og lokalisering (l10n). Selvom decorators i sig selv ikke direkte håndterer i18n/l10n, kan de bruges til at forbedre processen ved at:

• Tilføje Metadata til Oversættelse: Decorators kan bruges til at markere egenskaber eller metoder, der skal oversættes. Disse metadata kan derefter bruges af i18n-biblioteker til at udtrække og oversætte den relevante tekst.
• Dynamisk Indlæsning af Oversættelser: Decorators kan bruges til dynamisk at indlæse oversættelser baseret på brugerens lokalitet. Dette sikrer, at applikationen vises på brugerens foretrukne sprog, uanset deres placering.
• Formatering af Datoer og Tal: Decorators kan bruges til at formatere datoer og tal i henhold til brugerens lokalitet. Dette sikrer, at datoer og tal vises i et kulturelt passende format.

Forestil dig for eksempel en decorator @Translatable, der markerer en egenskab som værende oversættelseskrævende. Et i18n-bibliotek kunne derefter scanne kodebasen, finde alle egenskaber markeret med @Translatable og udtrække teksten til oversættelse. Efter oversættelse kan biblioteket erstatte den oprindelige tekst med den oversatte version baseret på brugerens lokalitet. Denne tilgang fremmer en mere organiseret og vedligeholdelsesvenlig i18n/l10n-arbejdsgang, især i store og komplekse applikationer.

Forslagets Nuværende Status og Browserunderstøttelse

JavaScript Decorators-forslaget er i øjeblikket på Stage 3 i TC39-standardiseringsprocessen. Dette betyder, at forslaget er relativt stabilt og sandsynligvis vil blive inkluderet i en fremtidig ECMAScript-specifikation.

Selvom den native browserunderstøttelse for decorators stadig er begrænset, kan de bruges i de fleste moderne JavaScript-projekter ved hjælp af transpilere som Babel eller TypeScript-compileren. Disse værktøjer omdanner decorator-syntaks til standard JavaScript-kode, der kan eksekveres i enhver browser eller Node.js-miljø.

Brug af Babel: For at bruge decorators med Babel skal du installere @babel/plugin-proposal-decorators-pluginet og konfigurere det i din Babel-konfigurationsfil (.babelrc eller babel.config.js). Du vil sandsynligvis også have brug for @babel/plugin-proposal-class-properties.

            
 // babel.config.js
 module.exports = {
 presets: ['@babel/preset-env'],
 plugins: [
 ['@babel/plugin-proposal-decorators', { legacy: true }],
 ['@babel/plugin-proposal-class-properties', { loose: true }]
 ],
 };
 
            

              
                Copy
              
            
          

Brug af TypeScript: TypeScript har indbygget understøttelse for decorators. Du skal aktivere compiler-indstillingen experimentalDecorators i din tsconfig.json-fil.

            
 // tsconfig.json
 {
 "compilerOptions": {
 "target": "es5",
 "experimentalDecorators": true,
 "emitDecoratorMetadata": true,  // Valgfri, men nyttig til dependency injection
 }
 }
 
            

              
                Copy
              
            
          

Bemærk emitDecoratorMetadata-indstillingen. Denne fungerer med biblioteker som reflect-metadata for at muliggøre dependency injection via decorators.

Potentiel Indvirkning og Fremtidige Retninger

JavaScript Decorators-forslaget har potentialet til markant at påvirke den måde, vi skriver JavaScript-kode på. Ved at tilbyde en mere deklarativ og udtryksfuld måde at tilføje funktionalitet til klasser, metoder og egenskaber, kan decorators forbedre kodens læsbarhed, vedligeholdelse og genbrugelighed.

I takt med at forslaget skrider frem gennem standardiseringsprocessen og opnår bredere anvendelse, kan vi forvente at se flere frameworks og biblioteker omfavne decorators for at tilbyde en mere intuitiv og kraftfuld udvikleroplevelse.

Desuden kan metadata-kapaciteterne i decorators åbne op for nye muligheder for værktøjer og kodeanalyse. For eksempel kan lintere og kodeeditorer bruge decorator-metadata til at give mere præcise og relevante forslag og fejlmeddelelser.

Konklusion

JavaScript Decorators er en kraftfuld og lovende funktion, der markant kan forbedre moderne JavaScript-udvikling. Ved at forstå deres syntaks, kapabiliteter og potentielle anvendelsesscenarier kan udviklere udnytte decorators til at skrive mere vedligeholdelsesvenlig, læsbar og genbrugelig kode. Selvom den native browserunderstøttelse stadig er under udvikling, gør transpilere som Babel og TypeScript det muligt at bruge decorators i de fleste JavaScript-projekter i dag. Efterhånden som forslaget bevæger sig mod standardisering og opnår bredere anvendelse, vil decorators sandsynligvis blive en essentiel del af JavaScript-udviklerens værktøjskasse.

Yderligere Læsning

• TC39 Decorators Forslag
• TypeScript Decorators
• Babel Plugin Proposal Decorators
• reflect-metadata