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JavaScript常见设计模式

谈音说乐 120

前言:

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望大家多多支持原创作者!!!

设计原则

单一职责原则(SRP)

一个对象或方法只做一件事情。如果一个方法承担了过多的职责,那么在需求的变迁过程中,需要改写这个方法的可能性就越大。

应该把对象或方法划分成较小的粒度

最少知识原则(LKP)

一个软件实体应当 尽可能少地与其他实体发生相互作用

应当尽量减少对象之间的交互。如果两个对象之间不必彼此直接通信,那么这两个对象就不要发生直接的 相互联系,可以转交给第三方进行处理

开放-封闭原则(OCP)

软件实体(类、模块、函数)等应该是可以 扩展的,但是不可修改

当需要改变一个程序的功能或者给这个程序增加新功能的时候,可以使用增加代码的方式,尽量避免改动程序的源代码,防止影响原系统的稳定

什么是设计模式

假设有一个空房间,我们要日复一日地往里 面放一些东西。最简单的办法当然是把这些东西 直接扔进去,但是时间久了,就会发现很难从这 个房子里找到自己想要的东西,要调整某几样东 西的位置也不容易。所以在房间里做一些柜子也 许是个更好的选择,虽然柜子会增加我们的成 本,但它可以在维护阶段为我们带来好处。使用 这些柜子存放东西的规则,或许就是一种模式

一、单例模式

1. 定义

保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点

2. 核心

确保只有一个实例,并提供全局访问

3. 实现

假设要设置一个管理员,多次调用也仅设置一次,我们可以使用闭包缓存一个内部变量来实现这个单例

function SetManager(name) {    this.manager = name;}SetManager.prototype.getName = function() {    console.log(this.manager);};var SingletonSetManager = (function() {    var manager = null;    return function(name) {        if (!manager) {            manager = new SetManager(name);        }        return manager;    } })();SingletonSetManager('a').getName(); // aSingletonSetManager('b').getName(); // aSingletonSetManager('c').getName(); // a

这是比较简单的做法,但是假如我们还要设置一个HR呢?就得复制一遍代码了

所以,可以改写单例内部,实现地更通用一些

// 提取出通用的单例function getSingleton(fn) {    var instance = null;    return function() {        if (!instance) {            instance = fn.apply(this, arguments);        }        return instance;    }}

再进行调用,结果还是一样

// 获取单例var managerSingleton = getSingleton(function(name) {    var manager = new SetManager(name);    return manager;});managerSingleton('a').getName(); // amanagerSingleton('b').getName(); // amanagerSingleton('c').getName(); // a

这时,我们添加HR时,就不需要更改获取单例内部的实现了,仅需要实现添加HR所需要做的,再调用即可

function SetHr(name) {    this.hr = name;}SetHr.prototype.getName = function() {    console.log(this.hr);};var hrSingleton = getSingleton(function(name) {    var hr = new SetHr(name);    return hr;});hrSingleton('aa').getName(); // aahrSingleton('bb').getName(); // aahrSingleton('cc').getName(); // aa

或者,仅想要创建一个div层,不需要将对象实例化,直接调用函数

结果为页面中仅有第一个创建的div

function createPopup(html) {    var div = document.createElement('div');    div.innerHTML = html;    document.body.append(div);    return div;}var popupSingleton = getSingleton(function() {    var div = createPopup.apply(this, arguments);    return div;});console.log(    popupSingleton('aaa').innerHTML,    popupSingleton('bbb').innerHTML,    popupSingleton('bbb').innerHTML); // aaa  aaa  aaa
二、策略模式

1. 定义

定义一系列的算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可以相互替换。

2. 核心

将算法的使用和算法的实现分离开来。

一个基于策略模式的程序至少由两部分组成:

第一个部分是一组策略类,策略类封装了具体的算法,并负责具体的计算过程。

第二个部分是环境类Context,Context接受客户的请求,随后把请求委托给某一个策略类。要做到这点,说明Context 中要维持对某个策略对象的引用

3. 实现

策略模式可以用于组合一系列算法,也可用于组合一系列业务规则

假设需要通过成绩等级来计算学生的最终得分,每个成绩等级有对应的加权值。我们可以利用对象字面量的形式直接定义这个组策略

// 加权映射关系var levelMap = {    S: 10,    A: 8,    B: 6,    C: 4};// 组策略var scoreLevel = {    basicScore: 80,    S: function() {        return this.basicScore + levelMap['S'];     },    A: function() {        return this.basicScore + levelMap['A'];     },    B: function() {        return this.basicScore + levelMap['B'];     },    C: function() {        return this.basicScore + levelMap['C'];     }}// 调用function getScore(level) {    return scoreLevel[level] ? scoreLevel[level]() : 0;}console.log(    getScore('S'),    getScore('A'),    getScore('B'),    getScore('C'),    getScore('D')); // 90 88 86 84 0

在组合业务规则方面,比较经典的是表单的验证方法。这里列出比较关键的部分

// 错误提示var errorMsgs = {    default: '输入数据格式不正确',    minLength: '输入数据长度不足',    isNumber: '请输入数字',    required: '内容不为空'};// 规则集var rules = {    minLength: function(value, length, errorMsg) {        if (value.length < length) {            return errorMsg || errorMsgs['minLength']        }    },    isNumber: function(value, errorMsg) {        if (!/\d+/.test(value)) {            return errorMsg || errorMsgs['isNumber'];        }    },    required: function(value, errorMsg) {        if (value === '') {            return errorMsg || errorMsgs['required'];        }    }};// 校验器function Validator() {    this.items = [];};Validator.prototype = {    constructor: Validator,        // 添加校验规则    add: function(value, rule, errorMsg) {        var arg = [value];        if (rule.indexOf('minLength') !== -1) {            var temp = rule.split(':');            arg.push(temp[1]);            rule = temp[0];        }        arg.push(errorMsg);        this.items.push(function() {            // 进行校验            return rules[rule].apply(this, arg);        });    },        // 开始校验    start: function() {        for (var i = 0; i < this.items.length; ++i) {            var ret = this.items[i]();                        if (ret) {                console.log(ret);                // return ret;            }        }    }};// 测试数据function testTel(val) {    return val;}var validate = new Validator();validate.add(testTel('ccc'), 'isNumber', '只能为数字'); // 只能为数字validate.add(testTel(''), 'required'); // 内容不为空validate.add(testTel('123'), 'minLength:5', '最少5位'); // 最少5位validate.add(testTel('12345'), 'minLength:5', '最少5位');var ret = validate.start();console.log(ret);

4. 优缺点

优点

可以有效地避免多重条件语句,将一系列方法封装起来也更直观,利于维护

缺点

往往策略集会比较多,我们需要事先就了解定义好所有的情况

三、代理模式

1. 定义

为一个对象提供一个代用品或占位符,以便控制对它的访问

2. 核心

当客户不方便直接访问一个 对象或者不满足需要的时候,提供一个替身对象 来控制对这个对象的访问,客户实际上访问的是 替身对象。

替身对象对请求做出一些处理之后, 再把请求转交给本体对象

代理和本体的接口具有一致性,本体定义了关键功能,而代理是提供或拒绝对它的访问,或者在访问本体之前做一 些额外的事情

3. 实现

代理模式主要有三种:保护代理、虚拟代理、缓存代理

保护代理主要实现了访问主体的限制行为,以过滤字符作为简单的例子

// 主体,发送消息function sendMsg(msg) {    console.log(msg);}// 代理,对消息进行过滤function proxySendMsg(msg) {    // 无消息则直接返回    if (typeof msg === 'undefined') {        console.log('deny');        return;    }        // 有消息则进行过滤    msg = ('' + msg).replace(/泥\s*煤/g, '');    sendMsg(msg);}sendMsg('泥煤呀泥 煤呀'); // 泥煤呀泥 煤呀proxySendMsg('泥煤呀泥 煤'); // 呀proxySendMsg(); // deny

它的意图很明显,在访问主体之前进行控制,没有消息的时候直接在代理中返回了,拒绝访问主体,这数据保护代理的形式

有消息的时候对敏感字符进行了处理,这属于虚拟代理的模式

虚拟代理在控制对主体的访问时,加入了一些额外的操作

在滚动事件触发的时候,也许不需要频繁触发,我们可以引入函数节流,这是一种虚拟代理的实现

// 函数防抖,频繁操作中不处理,直到操作完成之后(再过 delay 的时间)才一次性处理function debounce(fn, delay) {    delay = delay || 200;        var timer = null;    return function() {        var arg = arguments;                  // 每次操作时,清除上次的定时器        clearTimeout(timer);        timer = null;                // 定义新的定时器,一段时间后进行操作        timer = setTimeout(function() {            fn.apply(this, arg);        }, delay);    }};var count = 0;// 主体function scrollHandle(e) {    console.log(e.type, ++count); // scroll}// 代理var proxyScrollHandle = (function() {    return debounce(scrollHandle, 500);})();window.onscroll = proxyScrollHandle;

缓存代理可以为一些开销大的运算结果提供暂时的缓存,提升效率

来个栗子,缓存加法操作

// 主体function add() {    var arg = [].slice.call(arguments);    return arg.reduce(function(a, b) {        return a + b;    });}// 代理var proxyAdd = (function() {    var cache = [];    return function() {        var arg = [].slice.call(arguments).join(',');                // 如果有,则直接从缓存返回        if (cache[arg]) {            return cache[arg];        } else {            var ret = add.apply(this, arguments);            return ret;        }    };})();console.log(    add(1, 2, 3, 4),    add(1, 2, 3, 4),    proxyAdd(10, 20, 30, 40),    proxyAdd(10, 20, 30, 40)); // 10 10 100 100

四、迭代器模式

1. 定义

迭代器模式是指提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素,而又不需要暴露该对象的内部表示。

2. 核心

在使用迭代器模式之后,即使不关心对象的内部构造,也可以按顺序访问其中的每个元素

3. 实现

JS中数组的map forEach 已经内置了迭代器

[1, 2, 3].forEach(function(item, index, arr) {    console.log(item, index, arr);});

不过对于对象的遍历,往往不能与数组一样使用同一的遍历代码

我们可以封装一下

function each(obj, cb) {    var value;    if (Array.isArray(obj)) {        for (var i = 0; i < obj.length; ++i) {            value = cb.call(obj[i], i, obj[i]);            if (value === false) {                break;            }        }    } else {        for (var i in obj) {            value = cb.call(obj[i], i, obj[i]);            if (value === false) {                break;            }        }    }}each([1, 2, 3], function(index, value) {    console.log(index, value);});each({a: 1, b: 2}, function(index, value) {    console.log(index, value);});// 0 1// 1 2// 2 3// a 1// b 2

再来看一个例子,强行地使用迭代器,来了解一下迭代器也可以替换频繁的条件语句

虽然例子不太好,但在其他负责的分支判断情况下,也是值得考虑的

function getManager() {    var year = new Date().getFullYear();    if (year <= 2000) {        console.log('A');    } else if (year >= 2100) {        console.log('C');    } else {        console.log('B');    }}getManager(); // B

将每个条件语句拆分出逻辑函数,放入迭代器中迭代

function year2000() {    var year = new Date().getFullYear();    if (year <= 2000) {        console.log('A');    }    return false;}function year2100() {    var year = new Date().getFullYear();    if (year >= 2100) {        console.log('C');    }    return false;}function year() {    var year = new Date().getFullYear();    if (year > 2000 && year < 2100) {        console.log('B');    }    return false;}function iteratorYear() {    for (var i = 0; i < arguments.length; ++i) {        var ret = arguments[i]();        if (ret !== false) {            return ret;        }    }}var manager = iteratorYear(year2000, year2100, year); // B

五、发布-订阅模式

1. 定义

也称作观察者模式,定义了对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发 生改变时,所有依赖于它的对象都将得到通知

2. 核心

取代对象之间硬编码的通知机制,一个对象不用再显式地调用另外一个对象的某个接口。

与传统的发布-订阅模式实现方式(将订阅者自身当成引用传入发布者)不同,在JS中通常使用注册回调函数的形式来订阅

3. 实现

JS中的事件就是经典的发布-订阅模式的实现

// 订阅document.body.addEventListener('click', function() {    console.log('click1');}, false);document.body.addEventListener('click', function() {    console.log('click2');}, false);// 发布document.body.click(); // click1  click2

自己实现一下

小A在公司C完成了笔试及面试,小B也在公司C完成了笔试。他们焦急地等待结果,每隔半天就电话询问公司C,导致公司C很不耐烦。

一种解决办法是 AB直接把联系方式留给C,有结果的话C自然会通知AB

这里的“询问”属于显示调用,“留给”属于订阅,“通知”属于发布

// 观察者var observer = {    // 订阅集合    subscribes: [],    // 订阅    subscribe: function(type, fn) {        if (!this.subscribes[type]) {            this.subscribes[type] = [];        }                // 收集订阅者的处理        typeof fn === 'function' && this.subscribes[type].push(fn);    },    // 发布  可能会携带一些信息发布出去    publish: function() {        var type = [].shift.call(arguments),            fns = this.subscribes[type];                // 不存在的订阅类型,以及订阅时未传入处理回调的        if (!fns || !fns.length) {            return;        }                // 挨个处理调用        for (var i = 0; i < fns.length; ++i) {            fns[i].apply(this, arguments);        }    },        // 删除订阅    remove: function(type, fn) {        // 删除全部        if (typeof type === 'undefined') {            this.subscribes = [];            return;        }        var fns = this.subscribes[type];        // 不存在的订阅类型,以及订阅时未传入处理回调的        if (!fns || !fns.length) {            return;        }        if (typeof fn === 'undefined') {            fns.length = 0;            return;        }        // 挨个处理删除        for (var i = 0; i < fns.length; ++i) {            if (fns[i] === fn) {                fns.splice(i, 1);            }        }    }};// 订阅岗位列表function jobListForA(jobs) {    console.log('A', jobs);}function jobListForB(jobs) {    console.log('B', jobs);}// A订阅了笔试成绩observer.subscribe('job', jobListForA);// B订阅了笔试成绩observer.subscribe('job', jobListForB);// A订阅了笔试成绩observer.subscribe('examinationA', function(score) {    console.log(score);});// B订阅了笔试成绩observer.subscribe('examinationB', function(score) {    console.log(score);});// A订阅了面试结果observer.subscribe('interviewA', function(result) {    console.log(result);});observer.publish('examinationA', 100); // 100observer.publish('examinationB', 80); // 80observer.publish('interviewA', '备用'); // 备用observer.publish('job', ['前端', '后端', '测试']); // 输出A和B的岗位// B取消订阅了笔试成绩observer.remove('examinationB');// A都取消订阅了岗位observer.remove('job', jobListForA);observer.publish('examinationB', 80); // 没有可匹配的订阅,无输出observer.publish('job', ['前端', '后端', '测试']); // 输出B的岗位

4. 优缺点

优点

一为时间上的解耦,二为对象之间的解耦。可以用在异步编程中与MV*框架中

缺点

创建订阅者本身要消耗一定的时间和内存,订阅的处理函数不一定会被执行,驻留内存有性能开销

弱化了对象之间的联系,复杂的情况下可能会导致程序难以跟踪维护和理解

六、命令模式

1. 定义

用一种松耦合的方式来设计程序,使得请求发送者和请求接收者能够消除彼此之间的耦合关系

命令(command)指的是一个执行某些特定事情的指令

2. 核心

命令中带有execute执行、undo撤销、redo重做等相关命令方法,建议显示地指示这些方法名

3. 实现

简单的命令模式实现可以直接使用对象字面量的形式定义一个命令

var incrementCommand = {    execute: function() {        // something    }};

不过接下来的例子是一个自增命令,提供执行、撤销、重做功能

采用对象创建处理的方式,定义这个自增

// 自增function IncrementCommand() {    // 当前值    this.val = 0;    // 命令栈    this.stack = [];    // 栈指针位置    this.stackPosition = -1;};IncrementCommand.prototype = {    constructor: IncrementCommand,    // 执行    execute: function() {        this._clearRedo();                // 定义执行的处理        var command = function() {            this.val += 2;        }.bind(this);                // 执行并缓存起来        command();                this.stack.push(command);        this.stackPosition++;        this.getValue();    },        canUndo: function() {        return this.stackPosition >= 0;    },        canRedo: function() {        return this.stackPosition < this.stack.length - 1;    },    // 撤销    undo: function() {        if (!this.canUndo()) {            return;        }                this.stackPosition--;        // 命令的撤销,与执行的处理相反        var command = function() {            this.val -= 2;        }.bind(this);                // 撤销后不需要缓存        command();        this.getValue();    },        // 重做    redo: function() {        if (!this.canRedo()) {            return;        }                // 执行栈顶的命令        this.stack[++this.stackPosition]();        this.getValue();    },        // 在执行时,已经撤销的部分不能再重做    _clearRedo: function() {        this.stack = this.stack.slice(0, this.stackPosition + 1);    },        // 获取当前值    getValue: function() {        console.log(this.val);    }};

再实例化进行测试,模拟执行、撤销、重做的操作

var incrementCommand = new IncrementCommand();// 模拟事件触发,执行命令var eventTrigger = {    // 某个事件的处理中,直接调用命令的处理方法    increment: function() {        incrementCommand.execute();    },    incrementUndo: function() {        incrementCommand.undo();    },    incrementRedo: function() {        incrementCommand.redo();    }};eventTrigger['increment'](); // 2eventTrigger['increment'](); // 4eventTrigger['incrementUndo'](); // 2eventTrigger['increment'](); // 4eventTrigger['incrementUndo'](); // 2eventTrigger['incrementUndo'](); // 0eventTrigger['incrementUndo'](); // 无输出eventTrigger['incrementRedo'](); // 2eventTrigger['incrementRedo'](); // 4eventTrigger['incrementRedo'](); // 无输出eventTrigger['increment'](); // 6

此外,还可以实现简单的宏命令(一系列命令的集合)

var MacroCommand = {    commands: [],    add: function(command) {        this.commands.push(command);        return this;    },    remove: function(command) {        if (!command) {            this.commands = [];            return;        }        for (var i = 0; i < this.commands.length; ++i) {            if (this.commands[i] === command) {                this.commands.splice(i, 1);            }        }    },    execute: function() {        for (var i = 0; i < this.commands.length; ++i) {            this.commands[i].execute();        }    }};var showTime = {    execute: function() {        console.log('time');    }};var showName = {    execute: function() {        console.log('name');    }};var showAge = {    execute: function() {        console.log('age');    }};MacroCommand.add(showTime).add(showName).add(showAge);MacroCommand.remove(showName);MacroCommand.execute(); // time age

七、组合模式

1. 定义

是用小的子对象来构建更大的 对象,而这些小的子对象本身也许是由更小 的“孙对象”构成的。

2. 核心

可以用树形结构来表示这种“部分- 整体”的层次结构。

调用组合对象 的execute方法,程序会递归调用组合对象 下面的叶对象的execute方法

但要注意的是,组合模式不是父子关系,它是一种HAS-A(聚合)的关系,将请求委托给 它所包含的所有叶对象。基于这种委托,就需要保证组合对象和叶对象拥有相同的 接口

此外,也要保证用一致的方式对待 列表中的每个叶对象,即叶对象属于同一类,不需要过多特殊的额外操作

3. 实现

使用组合模式来实现扫描文件夹中的文件

// 文件夹 组合对象function Folder(name) {    this.name = name;    this.parent = null;    this.files = [];}Folder.prototype = {    constructor: Folder,    add: function(file) {        file.parent = this;        this.files.push(file);        return this;    },    scan: function() {        // 委托给叶对象处理        for (var i = 0; i < this.files.length; ++i) {            this.files[i].scan();        }    },    remove: function(file) {        if (typeof file === 'undefined') {            this.files = [];            return;        }        for (var i = 0; i < this.files.length; ++i) {            if (this.files[i] === file) {                this.files.splice(i, 1);            }        }    }};// 文件 叶对象function File(name) {    this.name = name;    this.parent = null;}File.prototype = {    constructor: File,    add: function() {        console.log('文件里面不能添加文件');    },    scan: function() {        var name = [this.name];        var parent = this.parent;        while (parent) {            name.unshift(parent.name);            parent = parent.parent;        }        console.log(name.join(' / '));    }};

构造好组合对象与叶对象的关系后,实例化,在组合对象中插入组合或叶对象

var web = new Folder('Web');var fe = new Folder('前端');var css = new Folder('CSS');var js = new Folder('js');var rd = new Folder('后端');web.add(fe).add(rd);var file1 = new File('HTML权威指南.pdf');var file2 = new File('CSS权威指南.pdf');var file3 = new File('JavaScript权威指南.pdf');var file4 = new File('MySQL基础.pdf');var file5 = new File('Web安全.pdf');var file6 = new File('Linux菜鸟.pdf');css.add(file2);fe.add(file1).add(file3).add(css).add(js);rd.add(file4).add(file5);web.add(file6);rd.remove(file4);// 扫描web.scan();

扫描结果为

4. 优缺点

优点

可 以方便地构造一棵树来表示对象的部分-整体 结构。在树的构造最终 完成之后,只需要通过请求树的最顶层对 象,便能对整棵树做统一一致的操作。

缺点

创建出来的对象长得都差不多,可能会使代码不好理解,创建太多的对象对性能也会有一些影响

八、模板方法模式

1. 定义

模板方法模式由两部分结构组成,第一部分是抽象父类,第二部分是具体的实现子类。

2. 核心

在抽象父类中封装子类的算法框架,它的 init方法可作为一个算法的模板,指导子类以何种顺序去执行哪些方法。

由父类分离出公共部分,要求子类重写某些父类的(易变化的)抽象方法

3. 实现

模板方法模式一般的实现方式为继承

以运动作为例子,运动有比较通用的一些处理,这部分可以抽离开来,在父类中实现。具体某项运动的特殊性则有自类来重写实现。

最终子类直接调用父类的模板函数来执行

// 体育运动function Sport() {}Sport.prototype = {    constructor: Sport,        // 模板,按顺序执行    init: function() {        this.stretch();        this.jog();        this.deepBreath();        this.start();        var free = this.end();                // 运动后还有空的话,就拉伸一下        if (free !== false) {            this.stretch();        }            },        // 拉伸    stretch: function() {        console.log('拉伸');    },        // 慢跑    jog: function() {        console.log('慢跑');    },        // 深呼吸    deepBreath: function() {        console.log('深呼吸');    },    // 开始运动    start: function() {        throw new Error('子类必须重写此方法');    },    // 结束运动    end: function() {        console.log('运动结束');    }};// 篮球function Basketball() {}Basketball.prototype = new Sport();// 重写相关的方法Basketball.prototype.start = function() {    console.log('先投上几个三分');};Basketball.prototype.end = function() {    console.log('运动结束了,有事先走一步');    return false;};// 马拉松function Marathon() {}Marathon.prototype = new Sport();var basketball = new Basketball();var marathon = new Marathon();// 子类调用,最终会按照父类定义的顺序执行basketball.init();marathon.init();

九、享元模式

1. 定义

享元(flyweight)模式是一种用于性能优化的模式,它的目标是尽量减少共享对象的数量

2. 核心

运用共享技术来有效支持大量细粒度的对象。

强调将对象的属性划分为内部状态(属性)与外部状态(属性)。内部状态用于对象的共享,通常不变;而外部状态则剥离开来,由具体的场景决定。

3. 实现

在程序中使用了大量的相似对象时,可以利用享元模式来优化,减少对象的数量

举个栗子,要对某个班进行身体素质测量,仅测量身高体重来评判

// 健康测量function Fitness(name, sex, age, height, weight) {    this.name = name;    this.sex = sex;    this.age = age;    this.height = height;    this.weight = weight;}// 开始评判Fitness.prototype.judge = function() {    var ret = this.name + ': ';    if (this.sex === 'male') {        ret += this.judgeMale();    } else {        ret += this.judgeFemale();    }    console.log(ret);};// 男性评判规则Fitness.prototype.judgeMale = function() {    var ratio = this.height / this.weight;    return this.age > 20 ? (ratio > 3.5) : (ratio > 2.8);};// 女性评判规则Fitness.prototype.judgeFemale = function() {    var ratio = this.height / this.weight;        return this.age > 20 ? (ratio > 4) : (ratio > 3);};var a = new Fitness('A', 'male', 18, 160, 80);var b = new Fitness('B', 'male', 21, 180, 70);var c = new Fitness('C', 'female', 28, 160, 80);var d = new Fitness('D', 'male', 18, 170, 60);var e = new Fitness('E', 'female', 18, 160, 40);// 开始评判a.judge(); // A: falseb.judge(); // B: falsec.judge(); // C: falsed.judge(); // D: truee.judge(); // E: true

评判五个人就需要创建五个对象,一个班就几十个对象

可以将对象的公共部分(内部状态)抽离出来,与外部状态独立。将性别看做内部状态即可,其他属性都属于外部状态。

这么一来我们只需要维护男和女两个对象(使用factory对象),而其他变化的部分则在外部维护(使用manager对象)

// 健康测量function Fitness(sex) {    this.sex = sex;}// 工厂,创建可共享的对象var FitnessFactory = {    objs: [],    create: function(sex) {        if (!this.objs[sex]) {            this.objs[sex] = new Fitness(sex);        }        return this.objs[sex];    }};// 管理器,管理非共享的部分var FitnessManager = {    fitnessData: {},        // 添加一项    add: function(name, sex, age, height, weight) {        var fitness = FitnessFactory.create(sex);                // 存储变化的数据        this.fitnessData[name] = {            age: age,            height: height,            weight: weight        };        return fitness;    },        // 从存储的数据中获取,更新至当前正在使用的对象    updateFitnessData: function(name, obj) {        var fitnessData = this.fitnessData[name];        for (var item in fitnessData) {            if (fitnessData.hasOwnProperty(item)) {                obj[item] = fitnessData[item];            }        }    }};// 开始评判Fitness.prototype.judge = function(name) {    // 操作前先更新当前状态(从外部状态管理器中获取)    FitnessManager.updateFitnessData(name, this);    var ret = name + ': ';    if (this.sex === 'male') {        ret += this.judgeMale();    } else {        ret += this.judgeFemale();    }    console.log(ret);};// 男性评判规则Fitness.prototype.judgeMale = function() {    var ratio = this.height / this.weight;    return this.age > 20 ? (ratio > 3.5) : (ratio > 2.8);};// 女性评判规则Fitness.prototype.judgeFemale = function() {    var ratio = this.height / this.weight;        return this.age > 20 ? (ratio > 4) : (ratio > 3);};var a = FitnessManager.add('A', 'male', 18, 160, 80);var b = FitnessManager.add('B', 'male', 21, 180, 70);var c = FitnessManager.add('C', 'female', 28, 160, 80);var d = FitnessManager.add('D', 'male', 18, 170, 60);var e = FitnessManager.add('E', 'female', 18, 160, 40);// 开始评判a.judge('A'); // A: falseb.judge('B'); // B: falsec.judge('C'); // C: falsed.judge('D'); // D: truee.judge('E'); // E: true

不过代码可能更复杂了,这个例子可能还不够充分,只是展示了享元模式如何实现,它节省了多个相似的对象,但多了一些操作。

factory对象有点像单例模式,只是多了一个sex的参数,如果没有内部状态,则没有参数的factory对象就更接近单例模式了

十、职责链模式

1. 定义

使多个对象都有机会处理请求,从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系,将这些对象连成一条链,并沿着这条链 传递该请求,直到有一个对象处理它为止

2. 核心

请求发送者只需要知道链中的第一个节点,弱化发送者和一组接收者之间的强联系,可以便捷地在职责链中增加或删除一个节点,同样地,指定谁是第一个节点也很便捷

3. 实现

以展示不同类型的变量为例,设置一条职责链,可以免去多重if条件分支

// 定义链的某一项function ChainItem(fn) {    this.fn = fn;    this.next = null;}ChainItem.prototype = {    constructor: ChainItem,        // 设置下一项    setNext: function(next) {        this.next = next;        return next;    },        // 开始执行    start: function() {        this.fn.apply(this, arguments);    },        // 转到链的下一项执行    toNext: function() {        if (this.next) {            this.start.apply(this.next, arguments);        } else {            console.log('无匹配的执行项目');        }    }};// 展示数字function showNumber(num) {    if (typeof num === 'number') {        console.log('number', num);    } else {        // 转移到下一项        this.toNext(num);    }}// 展示字符串function showString(str) {    if (typeof str === 'string') {        console.log('string', str);    } else {        this.toNext(str);    }}// 展示对象function showObject(obj) {    if (typeof obj === 'object') {        console.log('object', obj);    } else {        this.toNext(obj);    }}var chainNumber = new ChainItem(showNumber);var chainString = new ChainItem(showString);var chainObject = new ChainItem(showObject);// 设置链条chainObject.setNext(chainNumber).setNext(chainString);chainString.start('12'); // string 12chainNumber.start({}); // 无匹配的执行项目chainObject.start({}); // object {}chainObject.start(123); // number 123

这时想判断未定义的时候呢,直接加到链中即可

// 展示未定义function showUndefined(obj) {    if (typeof obj === 'undefined') {        console.log('undefined');    } else {        this.toNext(obj);    }}var chainUndefined = new ChainItem(showUndefined);chainString.setNext(chainUndefined);chainNumber.start(); // undefined

由例子可以看到,使用了职责链后,由原本的条件分支换成了很多对象,虽然结构更加清晰了,但在一定程度上可能会影响到性能,所以要注意避免过长的职责链。

十一、中介者模式

1. 定义

所有的相关 对象都通过中介者对象来通信,而不是互相引用,所以当一个对象发生改变时,只需要通知中介者对象即可

2. 核心

使网状的多对多关系变成了相对简单的一对多关系(复杂的调度处理都交给中介者)

使用中介者后

3. 实现

多个对象,指的不一定得是实例化的对象,也可以将其理解成互为独立的多个项。当这些项在处理时,需要知晓并通过其他项的数据来处理。

如果每个项都直接处理,程序会非常复杂,修改某个地方就得在多个项内部修改

我们将这个处理过程抽离出来,封装成中介者来处理,各项需要处理时,通知中介者即可。

var A = {    score: 10,    changeTo: function(score) {        this.score = score;        // 自己获取        this.getRank();    },        // 直接获取    getRank: function() {        var scores = [this.score, B.score, C.score].sort(function(a, b) {            return a < b;        });        console.log(scores.indexOf(this.score) + 1);    }};var B = {    score: 20,    changeTo: function(score) {        this.score = score;        // 通过中介者获取        rankMediator(B);    }};var C = {    score: 30,    changeTo: function(score) {        this.score = score;        rankMediator(C);    }};// 中介者,计算排名function rankMediator(person) {    var scores = [A.score, B.score, C.score].sort(function(a, b) {        return a < b;    });    console.log(scores.indexOf(person.score) + 1);}// A通过自身来处理A.changeTo(100); // 1// B和C交由中介者处理B.changeTo(200); // 1C.changeTo(50); // 3

ABC三个人分数改变后想要知道自己的排名,在A中自己处理,而B和C使用了中介者。B和C将更为轻松,整体代码也更简洁

最后,虽然中介者做到了对模块和对象的解耦,但有时对象之间的关系并非一定要解耦,强行使用中介者来整合,可能会使代码更为繁琐,需要注意。

十二、装饰者模式

1. 定义

以动态地给某个对象添加一些额外的职责,而不会影响从这个类中派生的其他对象。

是一种“即用即付”的方式,能够在不改变对 象自身的基础上,在程序运行期间给对象动态地 添加职责

2. 核心

是为对象动态加入行为,经过多重包装,可以形成一条装饰链

3. 实现

最简单的装饰者,就是重写对象的属性

var A = {    score: 10};A.score = '分数:' + A.score;

可以使用传统面向对象的方法来实现装饰,添加技能

function Person() {}Person.prototype.skill = function() {    console.log('数学');};// 装饰器,还会音乐function MusicDecorator(person) {    this.person = person;}MusicDecorator.prototype.skill = function() {    this.person.skill();    console.log('音乐');};// 装饰器,还会跑步function RunDecorator(person) {    this.person = person;}RunDecorator.prototype.skill = function() {    this.person.skill();    console.log('跑步');};var person = new Person();// 装饰一下var person1 = new MusicDecorator(person);person1 = new RunDecorator(person1);person.skill(); // 数学person1.skill(); // 数学 音乐 跑步

在JS中,函数为一等对象,所以我们也可以使用更通用的装饰函数

// 装饰器,在当前函数执行前先执行另一个函数function decoratorBefore(fn, beforeFn) {    return function() {        var ret = beforeFn.apply(this, arguments);                // 在前一个函数中判断,不需要执行当前函数        if (ret !== false) {            fn.apply(this, arguments);        }    };}function skill() {    console.log('数学');}function skillMusic() {    console.log('音乐');}function skillRun() {    console.log('跑步');}var skillDecorator = decoratorBefore(skill, skillMusic);skillDecorator = decoratorBefore(skillDecorator, skillRun);skillDecorator(); // 跑步 音乐 数学

十三、状态模式

1. 定义

事物内部状态的改变往往会带来事物的行为改变。在处理的时候,将这个处理委托给当前的状态对象即可,该状态对象会负责渲染它自身的行为

2. 核心

区分事物内部的状态,把事物的每种状态都封装成单独的类,跟此种状态有关的行为都被封装在这个类的内部

3. 实现

以一个人的工作状态作为例子,在刚醒、精神、疲倦几个状态中切换着

// 工作状态function Work(name) {    this.name = name;    this.currentState = null;    // 工作状态,保存为对应状态对象    this.wakeUpState = new WakeUpState(this);    // 精神饱满    this.energeticState = new EnergeticState(this);    // 疲倦    this.tiredState = new TiredState(this);    this.init();}Work.prototype.init = function() {    this.currentState = this.wakeUpState;        // 点击事件,用于触发更新状态    document.body.onclick = () => {        this.currentState.behaviour();    };};// 更新工作状态Work.prototype.setState = function(state) {    this.currentState = state;}// 刚醒function WakeUpState(work) {    this.work = work;}// 刚醒的行为WakeUpState.prototype.behaviour = function() {    console.log(this.work.name, ':', '刚醒呢,睡个懒觉先');        // 只睡了2秒钟懒觉就精神了..    setTimeout(() => {        this.work.setState(this.work.energeticState);    }, 2 * 1000);}// 精神饱满function EnergeticState(work) {    this.work = work;}EnergeticState.prototype.behaviour = function() {    console.log(this.work.name, ':', '超级精神的');        // 才精神1秒钟就发困了    setTimeout(() => {        this.work.setState(this.work.tiredState);    }, 1000);};// 疲倦function TiredState(work) {    this.work = work;}TiredState.prototype.behaviour = function() {    console.log(this.work.name, ':', '怎么肥事,好困');        // 不知不觉,又变成了刚醒着的状态... 不断循环呀    setTimeout(() => {        this.work.setState(this.work.wakeUpState);    }, 1000);};var work = new Work('曹操');

点击一下页面,触发更新状态的操作

4. 优缺点

优点

状态切换的逻辑分布在状态类中,易于维护

缺点

多个状态类,对于性能来说,也是一个缺点,这个缺点可以使用享元模式来做进一步优化

将逻辑分散在状态类中,可能不会很轻易就能看出状态机的变化逻辑

十四、适配器模式

1. 定义

是解决两个软件实体间的接口不兼容的问题,对不兼容的部分进行适配

2. 核心

解决两个已有接口之间不匹配的问题

3. 实现

比如一个简单的数据格式转换的适配器

// 渲染数据,格式限制为数组了function renderData(data) {    data.forEach(function(item) {        console.log(item);    });}// 对非数组的进行转换适配function arrayAdapter(data) {    if (typeof data !== 'object') {        return [];    }    if (Object.prototype.toString.call(data) === '[object Array]') {        return data;    }    var temp = [];    for (var item in data) {        if (data.hasOwnProperty(item)) {            temp.push(data[item]);        }    }    return temp;}var data = {    0: 'A',    1: 'B',    2: 'C'};renderData(arrayAdapter(data)); // A B C

十五、外观模式

1. 定义

为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,定义一个高层接口,这个接口使子系统更加容易使用

2. 核心

可以通过请求外观接口来达到访问子系统,也可以选择越过外观来直接访问子系统

3. 实现

外观模式在JS中,可以认为是一组函数的集合

// 三个处理函数function start() {    console.log('start');}function doing() {    console.log('doing');}function end() {    console.log('end');}// 外观函数,将一些处理统一起来,方便调用function execute() {    start();    doing();    end();}// 调用init开始执行function init() {    // 此处直接调用了高层函数,也可以选择越过它直接调用相关的函数    execute();}init(); // start doing end

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