دکوراتورهای تایپاسکریپت را کاوش کنید: یک ویژگی قدرتمند فرابرنامهنویسی برای بهبود ساختار، قابلیت استفاده مجدد و نگهداری کد. با مثالهای عملی، نحوه استفاده مؤثر از آنها را بیاموزید.
دکوراتورهای تایپاسکریپت: آزادسازی قدرت فرابرنامهنویسی
دکوراتورهای تایپاسکریپت روشی قدرتمند و زیبا برای بهبود کد شما با قابلیتهای فرابرنامهنویسی فراهم میکنند. آنها مکانیزمی برای تغییر و توسعه کلاسها، متدها، خصوصیات و پارامترها در زمان طراحی ارائه میدهند که به شما اجازه میدهد رفتار و انوتیشنها را بدون تغییر منطق اصلی کد خود تزریق کنید. این پست وبلاگ به پیچیدگیهای دکوراتورهای تایپاسکریپت میپردازد و راهنمای جامعی برای توسعهدهندگان در تمام سطوح ارائه میدهد. ما بررسی خواهیم کرد که دکوراتورها چه هستند، چگونه کار میکنند، انواع مختلف موجود، مثالهای عملی و بهترین شیوهها برای استفاده مؤثر از آنها. چه تازهکار در تایپاسکریپت باشید و چه یک توسعهدهنده با تجربه، این راهنما شما را به دانشی مجهز میکند تا از دکوراتورها برای کدی تمیزتر، قابل نگهداریتر و گویاتر استفاده کنید.
دکوراتورهای تایپاسکریپت چه هستند؟
در هسته خود، دکوراتورهای تایپاسکریپت نوعی فرابرنامهنویسی هستند. آنها اساساً توابعی هستند که یک یا چند آرگومان (معمولاً چیزی که دکوریت میشود، مانند کلاس، متد، خصوصیت یا پارامتر) را میگیرند و میتوانند آن را تغییر دهند یا عملکرد جدیدی به آن اضافه کنند. آنها را مانند انوتیشنها یا ویژگیهایی در نظر بگیرید که به کد خود متصل میکنید. این انوتیشنها میتوانند برای ارائه فراداده در مورد کد یا تغییر رفتار آن استفاده شوند.
دکوراتورها با استفاده از نماد `@` و به دنبال آن یک فراخوانی تابع (مثلاً `@decoratorName()`) تعریف میشوند. سپس تابع دکوراتور در مرحله زمان طراحی برنامه شما اجرا خواهد شد.
دکوراتورها از ویژگیهای مشابه در زبانهایی مانند جاوا، سیشارپ و پایتون الهام گرفتهاند. آنها روشی برای جداسازی دغدغهها (separation of concerns) و ترویج قابلیت استفاده مجدد کد با تمیز نگه داشتن منطق اصلی و متمرکز کردن فراداده یا جنبههای اصلاحی در یک مکان اختصاصی ارائه میدهند.
دکوراتورها چگونه کار میکنند
کامپایلر تایپاسکریپت دکوراتورها را به توابعی تبدیل میکند که در زمان طراحی فراخوانی میشوند. آرگومانهای دقیقی که به تابع دکوراتور ارسال میشوند به نوع دکوراتور مورد استفاده (کلاس، متد، خصوصیت یا پارامتر) بستگی دارد. بیایید انواع مختلف دکوراتورها و آرگومانهای مربوط به آنها را بررسی کنیم:
- دکوراتورهای کلاس: روی تعریف کلاس اعمال میشوند. آنها تابع سازنده کلاس را به عنوان آرگومان میگیرند و میتوانند برای تغییر کلاس، افزودن خصوصیات استاتیک یا ثبت کلاس در یک سیستم خارجی استفاده شوند.
- دکوراتورهای متد: روی تعریف متد اعمال میشوند. آنها سه آرگومان دریافت میکنند: پروتوتایپ کلاس، نام متد و یک توصیفگر خصوصیت (property descriptor) برای متد. دکوراتورهای متد به شما اجازه میدهند خود متد را تغییر دهید، عملکردی را قبل یا بعد از اجرای متد اضافه کنید یا حتی متد را به طور کامل جایگزین کنید.
- دکوراتورهای خصوصیت: روی تعریف خصوصیت اعمال میشوند. آنها دو آرگومان دریافت میکنند: پروتوتایپ کلاس و نام خصوصیت. آنها به شما امکان میدهند رفتار خصوصیت را تغییر دهید، مانند افزودن اعتبارسنجی یا مقادیر پیشفرض.
- دکوراتورهای پارامتر: روی یک پارامتر در تعریف متد اعمال میشوند. آنها سه آرگومان دریافت میکنند: پروتوتایپ کلاس، نام متد و ایندکس پارامتر در لیست پارامترها. دکوراتورهای پارامتر اغلب برای تزریق وابستگی یا اعتبارسنجی مقادیر پارامتر استفاده میشوند.
درک این امضاهای آرگومان برای نوشتن دکوراتورهای مؤثر بسیار مهم است.
انواع دکوراتورها
تایپاسکریپت از چندین نوع دکوراتور پشتیبانی میکند که هر کدام هدف خاصی را دنبال میکنند:
- دکوراتورهای کلاس: برای دکوریت کردن کلاسها استفاده میشوند و به شما امکان میدهند خود کلاس را تغییر دهید یا فراداده به آن اضافه کنید.
- دکوراتورهای متد: برای دکوریت کردن متدها استفاده میشوند و به شما امکان میدهند رفتاری را قبل یا بعد از فراخوانی متد اضافه کنید یا حتی پیادهسازی متد را جایگزین کنید.
- دکوراتورهای خصوصیت: برای دکوریت کردن خصوصیات استفاده میشوند و به شما امکان میدهند اعتبارسنجی، مقادیر پیشفرض یا تغییر رفتار خصوصیت را اضافه کنید.
- دکوراتورهای پارامتر: برای دکوریت کردن پارامترهای یک متد استفاده میشوند و اغلب برای تزریق وابستگی یا اعتبارسنجی پارامتر به کار میروند.
- دکوراتورهای Accessor: برای دکوریت کردن getterها و setterها استفاده میشوند. این دکوراتورها از نظر عملکردی شبیه به دکوراتورهای خصوصیت هستند اما به طور خاص accessors را هدف قرار میدهند. آنها آرگومانهای مشابهی با دکوراتورهای متد دریافت میکنند اما به getter یا setter اشاره دارند.
مثالهای عملی
بیایید چند مثال عملی را بررسی کنیم تا نحوه استفاده از دکوراتورها در تایپاسکریپت را نشان دهیم.
مثال دکوراتور کلاس: افزودن مهر زمانی
تصور کنید میخواهید یک مهر زمانی به هر نمونه از یک کلاس اضافه کنید. برای این کار میتوانید از یک دکوراتور کلاس استفاده کنید:
function addTimestamp<T extends { new(...args: any[]): {} }>(constructor: T) {
return class extends constructor {
timestamp = Date.now();
};
}
@addTimestamp
class MyClass {
constructor() {
console.log('MyClass created');
}
}
const instance = new MyClass();
console.log(instance.timestamp); // Output: a timestamp
در این مثال، دکوراتور `addTimestamp` یک خصوصیت `timestamp` به نمونه کلاس اضافه میکند. این کار اطلاعات مفیدی برای دیباگ کردن یا ردگیری فراهم میکند بدون اینکه تعریف اصلی کلاس را مستقیماً تغییر دهد.
مثال دکوراتور متد: لاگ کردن فراخوانی متدها
میتوانید از یک دکوراتور متد برای لاگ کردن فراخوانی متدها و آرگومانهای آنها استفاده کنید:
function logMethod(target: any, key: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
const originalMethod = descriptor.value;
descriptor.value = function (...args: any[]) {
console.log(`[LOG] Method ${key} called with arguments:`, args);
const result = originalMethod.apply(this, args);
console.log(`[LOG] Method ${key} returned:`, result);
return result;
};
return descriptor;
}
class Greeter {
@logMethod
greet(message: string): string {
return `Hello, ${message}!`;
}
}
const greeter = new Greeter();
greeter.greet('World');
// Output:
// [LOG] Method greet called with arguments: [ 'World' ]
// [LOG] Method greet returned: Hello, World!
این مثال هر بار که متد `greet` فراخوانی میشود، به همراه آرگومانها و مقدار بازگشتی آن را لاگ میکند. این برای دیباگ کردن و نظارت در برنامههای پیچیدهتر بسیار مفید است.
مثال دکوراتور خصوصیت: افزودن اعتبارسنجی
در اینجا مثالی از یک دکوراتور خصوصیت است که اعتبارسنجی اولیه را اضافه میکند:
function validate(target: any, key: string) {
let value: any;
const getter = function () {
return value;
};
const setter = function (newValue: any) {
if (typeof newValue !== 'number') {
console.warn(`[WARN] Invalid property value: ${key}. Expected a number.`);
return;
}
value = newValue;
};
Object.defineProperty(target, key, {
get: getter,
set: setter,
enumerable: true,
configurable: true,
});
}
class Person {
@validate
age: number; // <- Property with validation
}
const person = new Person();
person.age = 'abc'; // Logs a warning
person.age = 30; // Sets the value
console.log(person.age); // Output: 30
در این دکوراتور `validate`، ما بررسی میکنیم که آیا مقدار اختصاص داده شده یک عدد است یا خیر. اگر نباشد، یک هشدار لاگ میکنیم. این یک مثال ساده است اما نشان میدهد چگونه میتوان از دکوراتورها برای اعمال یکپارچگی دادهها استفاده کرد.
مثال دکوراتور پارامتر: تزریق وابستگی (سادهشده)
در حالی که فریمورکهای تزریق وابستگی کامل اغلب از مکانیزمهای پیچیدهتری استفاده میکنند، دکوراتورها همچنین میتوانند برای علامتگذاری پارامترها برای تزریق استفاده شوند. این مثال یک تصویر سادهشده است:
// This is a simplification and doesn't handle actual injection. Real DI is more complex.
function Inject(service: any) {
return function (target: any, propertyKey: string | symbol, parameterIndex: number) {
// Store the service somewhere (e.g., in a static property or a map)
if (!target.injectedServices) {
target.injectedServices = {};
}
target.injectedServices[parameterIndex] = service;
};
}
class MyService {
doSomething() { /* ... */ }
}
class MyComponent {
constructor(@Inject(MyService) private myService: MyService) {
// In a real system, the DI container would resolve 'myService' here.
console.log('MyComponent constructed with:', myService.constructor.name); //Example
}
}
const component = new MyComponent(new MyService()); // Injecting the service (simplified).
دکوراتور `Inject` یک پارامتر را به عنوان نیازمند یک سرویس علامتگذاری میکند. این مثال نشان میدهد که چگونه یک دکوراتور میتواند پارامترهای نیازمند تزریق وابستگی را شناسایی کند (اما یک فریمورک واقعی نیاز به مدیریت حل و فصل سرویسها دارد).
مزایای استفاده از دکوراتورها
- قابلیت استفاده مجدد کد: دکوراتورها به شما امکان میدهند عملکردهای مشترک (مانند لاگ کردن، اعتبارسنجی و احراز هویت) را در کامپوننتهای قابل استفاده مجدد کپسوله کنید.
- جداسازی دغدغهها: دکوراتورها به شما کمک میکنند تا با تمیز و متمرکز نگه داشتن منطق اصلی کلاسها و متدهای خود، دغدغهها را از هم جدا کنید.
- خوانایی بهبود یافته: دکوراتورها میتوانند با نشان دادن واضح هدف یک کلاس، متد یا خصوصیت، کد شما را خواناتر کنند.
- کاهش کد تکراری (Boilerplate): دکوراتورها میزان کد تکراری مورد نیاز برای پیادهسازی دغدغههای فراگیر (cross-cutting concerns) را کاهش میدهند.
- توسعهپذیری: دکوراتورها توسعه کد شما را بدون تغییر فایلهای منبع اصلی آسانتر میکنند.
- معماری مبتنی بر فراداده: دکوراتورها به شما امکان میدهند معماریهای مبتنی بر فراداده ایجاد کنید، جایی که رفتار کد شما توسط انوتیشنها کنترل میشود.
بهترین شیوهها برای استفاده از دکوراتورها
- دکوراتورها را ساده نگه دارید: دکوراتورها به طور کلی باید مختصر و متمرکز بر یک کار خاص باشند. منطق پیچیده میتواند درک و نگهداری آنها را دشوارتر کند.
- ترکیب را در نظر بگیرید: شما میتوانید چندین دکوراتور را روی یک عنصر ترکیب کنید، اما اطمینان حاصل کنید که ترتیب اعمال آنها صحیح است. (توجه: ترتیب اعمال برای دکوراتورها روی یک نوع عنصر، از پایین به بالا است).
- تست: دکوراتورهای خود را به طور کامل تست کنید تا اطمینان حاصل شود که مطابق انتظار عمل میکنند و عوارض جانبی غیرمنتظرهای ایجاد نمیکنند. برای توابعی که توسط دکوراتورهای شما تولید میشوند، تستهای واحد بنویسید.
- مستندسازی: دکوراتورهای خود را به وضوح مستند کنید، از جمله هدف، آرگومانها و هرگونه عوارض جانبی.
- نامهای معنادار انتخاب کنید: به دکوراتورهای خود نامهای توصیفی و آموزنده بدهید تا خوانایی کد را بهبود بخشید.
- از استفاده بیش از حد خودداری کنید: در حالی که دکوراتورها قدرتمند هستند، از استفاده بیش از حد از آنها خودداری کنید. مزایای آنها را با پتانسیل پیچیدگی متعادل کنید.
- ترتیب اجرا را درک کنید: به ترتیب اجرای دکوراتورها توجه داشته باشید. دکوراتورهای کلاس ابتدا اعمال میشوند، سپس دکوراتورهای خصوصیت، سپس دکوراتورهای متد و در نهایت دکوراتورهای پارامتر. در یک نوع، اعمال از پایین به بالا اتفاق میافتد.
- ایمنی نوع (Type Safety): همیشه از سیستم نوع تایپاسکریپت به طور مؤثر برای اطمینان از ایمنی نوع در دکوراتورهای خود استفاده کنید. از ژنریکها و انوتیشنهای نوع برای اطمینان از عملکرد صحیح دکوراتورهای خود با انواع مورد انتظار استفاده کنید.
- سازگاری: از نسخه تایپاسکریپتی که استفاده میکنید آگاه باشید. دکوراتورها یک ویژگی تایپاسکریپت هستند و در دسترس بودن و رفتار آنها به نسخه بستگی دارد. اطمینان حاصل کنید که از یک نسخه سازگار تایپاسکریپت استفاده میکنید.
مفاهیم پیشرفته
فکتوریهای دکوراتور (Decorator Factories)
فکتوریهای دکوراتور توابعی هستند که توابع دکوراتور را برمیگردانند. این به شما امکان میدهد آرگومانهایی را به دکوراتورهای خود ارسال کنید و آنها را انعطافپذیرتر و قابل تنظیمتر کنید. به عنوان مثال، میتوانید یک فکتوری دکوراتور اعتبارسنجی ایجاد کنید که به شما امکان میدهد قوانین اعتبارسنجی را مشخص کنید:
function validate(minLength: number) {
return function (target: any, key: string) {
let value: string;
const getter = function () {
return value;
};
const setter = function (newValue: string) {
if (typeof newValue !== 'string') {
console.warn(`[WARN] Invalid property value: ${key}. Expected a string.`);
return;
}
if (newValue.length < minLength) {
console.warn(`[WARN] ${key} must be at least ${minLength} characters long.`);
return;
}
value = newValue;
};
Object.defineProperty(target, key, {
get: getter,
set: setter,
enumerable: true,
configurable: true,
});
};
}
class Person {
@validate(3) // Validate with minimum length of 3
name: string;
}
const person = new Person();
person.name = 'Jo';
console.log(person.name); // Logs a warning, sets value.
person.name = 'John';
console.log(person.name); // Output: John
فکتوریهای دکوراتور، دکوراتورها را بسیار سازگارتر میکنند.
ترکیب دکوراتورها
شما میتوانید چندین دکوراتور را روی یک عنصر اعمال کنید. ترتیبی که آنها اعمال میشوند گاهی اوقات میتواند مهم باشد. ترتیب از پایین به بالا (همانطور که نوشته شده) است. برای مثال:
function first() {
console.log('first(): factory evaluated');
return function (target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
console.log('first(): called');
}
}
function second() {
console.log('second(): factory evaluated');
return function (target: any, propertyKey: string, descriptor: PropertyDescriptor) {
console.log('second(): called');
}
}
class ExampleClass {
@first()
@second()
method() {}
}
// Output:
// second(): factory evaluated
// first(): factory evaluated
// second(): called
// first(): called
توجه داشته باشید که توابع فکتوری به ترتیبی که ظاهر میشوند ارزیابی میشوند، اما توابع دکوراتور به ترتیب معکوس فراخوانی میشوند. اگر دکوراتورهای شما به یکدیگر وابسته هستند، این ترتیب را درک کنید.
دکوراتورها و بازتاب فراداده (Metadata Reflection)
دکوراتورها میتوانند با بازتاب فراداده (به عنوان مثال، با استفاده از کتابخانههایی مانند `reflect-metadata`) دست به دست هم دهند تا رفتار پویاتری به دست آورند. این به شما امکان میدهد، به عنوان مثال، اطلاعات مربوط به عناصر دکوریت شده را در زمان اجرا ذخیره و بازیابی کنید. این به ویژه در فریمورکها و سیستمهای تزریق وابستگی مفید است. دکوراتورها میتوانند کلاسها یا متدها را با فراداده انوتیت کنند و سپس از بازتاب برای کشف و استفاده از آن فراداده استفاده شود.
دکوراتورها در فریمورکها و کتابخانههای محبوب
دکوراتورها به بخشهای جداییناپذیر بسیاری از فریمورکها و کتابخانههای مدرن جاوااسکریپت تبدیل شدهاند. دانستن کاربرد آنها به شما کمک میکند تا معماری فریمورک و نحوه سادهسازی وظایف مختلف را درک کنید.
- انگولار (Angular): انگولار به شدت از دکوراتورها برای تزریق وابستگی، تعریف کامپوننت (مثلاً `@Component`)، اتصال خصوصیت (`@Input`، `@Output`) و موارد دیگر استفاده میکند. درک این دکوراتورها برای کار با انگولار ضروری است.
- نستجیاس (NestJS): نستجیاس، یک فریمورک پیشرونده Node.js، از دکوراتورها به طور گسترده برای ایجاد برنامههای ماژولار و قابل نگهداری استفاده میکند. دکوراتورها برای تعریف کنترلرها، سرویسها، ماژولها و سایر کامپوننتهای اصلی استفاده میشوند. این فریمورک از دکوراتورها به طور گسترده برای تعریف مسیر، تزریق وابستگی و اعتبارسنجی درخواست (مثلاً `@Controller`، `@Get`، `@Post`، `@Injectable`) استفاده میکند.
- تایپاوآرام (TypeORM): تایپاوآرام، یک ORM (Object-Relational Mapper) برای تایپاسکریپت، از دکوراتورها برای نگاشت کلاسها به جداول پایگاه داده، تعریف ستونها و روابط (مثلاً `@Entity`، `@Column`، `@PrimaryGeneratedColumn`، `@OneToMany`) استفاده میکند.
- ماباکس (MobX): ماباکس، یک کتابخانه مدیریت وضعیت، از دکوراتورها برای علامتگذاری خصوصیات به عنوان قابل مشاهده (e.g., `@observable`) و متدها به عنوان اکشن (e.g., `@action`) استفاده میکند، که مدیریت و واکنش به تغییرات وضعیت برنامه را ساده میکند.
این فریمورکها و کتابخانهها نشان میدهند که چگونه دکوراتورها سازماندهی کد را بهبود میبخشند، وظایف مشترک را ساده میکنند و قابلیت نگهداری را در برنامههای دنیای واقعی ترویج میدهند.
چالشها و ملاحظات
- منحنی یادگیری: در حالی که دکوراتورها میتوانند توسعه را ساده کنند، منحنی یادگیری دارند. درک نحوه کار آنها و نحوه استفاده مؤثر از آنها زمان میبرد.
- دیباگ کردن: دیباگ کردن دکوراتورها گاهی اوقات میتواند چالشبرانگیز باشد، زیرا آنها کد را در زمان طراحی تغییر میدهند. مطمئن شوید که میدانید کجا باید breakpointهای خود را قرار دهید تا کد خود را به طور مؤثر دیباگ کنید.
- سازگاری نسخه: دکوراتورها یک ویژگی تایپاسکریپت هستند. همیشه سازگاری دکوراتور با نسخه تایپاسکریپت مورد استفاده را بررسی کنید.
- استفاده بیش از حد: استفاده بیش از حد از دکوراتورها میتواند درک کد را دشوارتر کند. از آنها با احتیاط استفاده کنید و مزایای آنها را با پتانسیل افزایش پیچیدگی متعادل کنید. اگر یک تابع یا ابزار ساده میتواند کار را انجام دهد، آن را انتخاب کنید.
- زمان طراحی در مقابل زمان اجرا: به یاد داشته باشید که دکوراتورها در زمان طراحی (هنگامی که کد کامپایل میشود) اجرا میشوند، بنابراین معمولاً برای منطقی که باید در زمان اجرا انجام شود استفاده نمیشوند.
- خروجی کامپایلر: از خروجی کامپایلر آگاه باشید. کامپایلر تایپاسکریپت دکوراتورها را به کد جاوااسکریپت معادل تبدیل میکند. کد جاوااسکریپت تولید شده را بررسی کنید تا درک عمیقتری از نحوه کار دکوراتورها به دست آورید.
نتیجهگیری
دکوراتورهای تایپاسکریپت یک ویژگی قدرتمند فرابرنامهنویسی هستند که میتوانند به طور قابل توجهی ساختار، قابلیت استفاده مجدد و قابلیت نگهداری کد شما را بهبود بخشند. با درک انواع مختلف دکوراتورها، نحوه کار آنها و بهترین شیوهها برای استفاده از آنها، میتوانید از آنها برای ایجاد برنامههای تمیزتر، گویاتر و کارآمدتر استفاده کنید. چه در حال ساخت یک برنامه ساده باشید و چه یک سیستم پیچیده در سطح سازمانی، دکوراتورها ابزار ارزشمندی برای بهبود گردش کار توسعه شما فراهم میکنند. پذیرش دکوراتورها امکان بهبود قابل توجهی در کیفیت کد را فراهم میکند. با درک اینکه چگونه دکوراتورها در فریمورکهای محبوبی مانند انگولار و نستجیاس ادغام میشوند، توسعهدهندگان میتوانند از پتانسیل کامل آنها برای ساخت برنامههای مقیاسپذیر، قابل نگهداری و قوی بهرهمند شوند. نکته کلیدی درک هدف آنها و نحوه اعمال آنها در زمینههای مناسب است، تا اطمینان حاصل شود که مزایا بر هرگونه اشکال احتمالی برتری دارد.
با پیادهسازی مؤثر دکوراتورها، میتوانید کد خود را با ساختار، قابلیت نگهداری و کارایی بیشتر بهبود بخشید. این راهنما یک نمای کلی جامع از نحوه استفاده از دکوراتورهای تایپاسکریپت ارائه میدهد. با این دانش، شما برای ایجاد کدهای تایپاسکریپت بهتر و قابل نگهداریتر توانمند شدهاید. پیش بروید و دکوریت کنید!