几种常见的javascript设计模式

摘要

最近开发HarmonyOSApp，使用的Arkts语言，此语言类似后端C#语言风格，同时兼顾写后端接口的我突然想总结一下近8年前端开发中无意中使用的设计模式，我们用到了却不知属于哪些，下面和大家分享一下。

什么是前端设计模式

前端的设计模式，其实就是一种可以在多处地方重复使用的代码设计方案，只是不同的设计模式所能应用的场景有所不同。

通过这种设计模式可以帮助我们提高代码的可读性、可维护性与可扩展性。

前端设计模式分类

设计模式的话有高达二十多种，但本文章主要针对javascript相关的设计模式，因此我整理出来10种设计模式，并且进行分类总结。

即创建型、结构型和行为型

一、创建型

通过确定规则对代码进行封装，减少创建过程中的重复代码，并且对创建制定规则提高规范和灵活性。

1、单例模式

确保一个类只有一个实例，并且提供一个访问它的全局访问点。
由于只有一个实例，所以全局唯一性，并且更好地控制共享资源优化性能。

const test = {
  name: 'testName',
  age: '18',
};

export default test;

import test from './test';

console.log(test.name，test.age);  // 打印：testName，18

上述例子定义test并且export defaul暴露唯一的实例test，符合确保一个类只有一个实例，并且提供一个访问它的全局访问点原则。

其实单例模式有很多种实现方式，并且不同的实现方式有不同的适用场景，这种只是为了通过例子去理解这种设计模式的思想。

2、工厂模式

对代码逻辑进行封装，只暴露出通用接口直接调用。
降低耦合度，易于维护代码和提高后续扩展性。

// ------ 定义一个产品类 ------ 
class testProduct {
  constructor(productName) {
    this.productName = productName;
  }

  getName() {
    console.log(`产品名称: ${this.productName}`);
  }
}

// ----- 定义一个工厂函数 -------
function createProduct(name) {
  return new testProduct(name);
}

// 使用工厂函数创建对象
const test1 = createProduct('产品1');
const test2 = createProduct('产品2');

// 使用对象
test1.getName(); // 打印： 产品名称: 产品1
test2.getName(); // 打印： 产品名称: 产品2

上述例子定义一个工厂函数，逻辑代码是封装在testProduct类中，暴露出createProduct方法，调用时传入不同的参数返回不同的内容。

3、构造器模式

定义一个通用的构造函数，然后方便多次传递参数调用。
减少重复代码、提高可维护性和扩展性。

class testPerson {
  constructor(name, age,) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }

  introduce() {
    console.log(`姓名: ${this.name}, 年龄: ${this.age}`);
  }
}


const test1 = new testPerson('张三', 30);
test1.introduce(); //  姓名: 张三, 年龄: 30

const test2 = new testPerson('李四', 25);
test2.introduce(); // 输出: 姓名: 李四, 年龄: 25

结构型

主要是针对对象之间的组合。大概意思就是通过增加代码复杂度，从而提高扩展性和适配性。例如使代码兼容性更好、使某个方法功能更加强大。

1、适配器模式

使某个类的接口有更强的适配性
适配扩展后提高了复用性、降低耦合度并且增强了灵活性

// ------ 本来存在需要被适配的110V接口 ------
class Receptacle {
  plugIn() {
    console.log("110V 插座");
  }
}


//  ------ 适配者类 ------ 
class ForeignReceptacle {
  plugIn220V() {
    console.log("220V 插座");
  }
}


// ------ 用于适配的方法 ------
class VoltageAdapter {
  constructor(foreignReceptacle) {
    this.foreignReceptacle = foreignReceptacle;
  }
  plugIn() {
    this.foreignReceptacle.plugIn220V();
  }
}

// 创建110V设备
const receptacle = new Receptacle();
receptacle.plugIn(); // 打印输出: 110V 插座

// 创建220V设备
const foreignReceptacle = new ForeignReceptacle();

// 使用适配器将 220V 设备适配到 110V 插座
const adapter = new VoltageAdapter(foreignReceptacle);
adapter.plugIn(); // 打印输出: 220V 插座

正常使用Receptacle类时输出效果是110V，但我们需要配220V，那么使用定义的VoltageAdapter适配器把220V的ForeignReceptacle类适配到110V的Receptacle类上。

2、装饰器模式

创建一个对象去包裹原始对象，在不修改原始对象本身的情况下，动态给指定原始对象添加新的功能。
不改动原函数的情况下方便动态扩展功能，可以复用现有函数增强灵活性。

// 基础函数
function getGreet(name) {
  console.log(`你好啊，${name}!`);
}

// 装饰器函数
function welcomePrefix(greetFunction) {
  return function(name) {
    console.log("欢迎啊");
    greetFunction(name);
  };
}

// 基础函数
getGreet("天天鸭"); // 打印: 你好啊，天天鸭!
// 添加 欢迎啊 前缀
const setWelcome = welcomePrefix(getGreet);
setWelcome("天天"); // 打印: 欢迎啊     
                    // 打印: 你好，天天!

3、代理模式

给某个对象加一个代理对象，代理对象起到中介作用，中介对象在不改变原对象情况下添加功能。
代理对象可以很方便实现拦截控制访问，并且不修改原对象提高代码复用率。

// 基础函数
function counterEvent() {
  let count = 0;
  return {
    setCount: () => {
      count++;
    },
    getCount: () => {
      return count;
    }
  };
}

// 代理函数
function countProxy() {
  const newCounter = counterEvent();
  return {
    setCount: () => {
      newCounter.setCount();
    },
    getCount: () => {
      return newCounter.getCount();
    }
  };
}

// 创建一个代理对象
const myCounter = countProxy();
// 触发增加
myCounter.setCount();
myCounter.setCount();
myCounter.setCount();
// 获取当前数
console.log(myCounter.getCount()); // 打印: 3

不让用户直接操作counterEvent函数，而是通过countProxy代理函数去操作counterEvent函数。

这里只是举例这种代理模式的设计思想，如果在真实业务中间代理层其实可以很多逻辑操作。

行为型

1、观察者模式

观察某个对象是否发生变化，如果发生变化就会通知所有订阅者，并做出相应操作，是一对一或一对多关系。
有很强动态灵活性，可以轻松地添加或者移除观察者; 把观察者和被观察者解耦进行逻辑分离易于维护。

// 观察者
class Sub {
  constructor() {
    this.observers = [];
  }

  add(observer) { // 添加观察者到列表中
    this.observers.push(observer);
  }

  unadd(observer) {  // 从列表中移除观察者
    this.observers = this.observers.filter(obs => obs !== observer);
  }

  notify(msg) {  // 通知所有观察者
    this.observers.forEach(observer => observer(msg));
  }
}

// 用于创建观察者
const createObs = (name) => {
  return (msg) => {
    console.log(`${name} 收到: ${msg}`);
  };
};

使用观察者模式代码： 被观察者Sub里面有add（添加）、unadd（移除）、notify（通知）观察者的方法，观察者createObs里面有接收通知的方法。

当我们用sub.add添加观察者之后，使用sub.notify发布消息所有的观察者都会收到通知。

sub.unadd移除一个观察者1后也同理，会不再收到通知。

// 创建一个被观察者
const sub = new Sub();

// 创建观察者
const obs1 = createObs("观察者1");
const obs2 = createObs("观察者2");

// 订阅被观察者
sub.add(obs1);
sub.add(obs2);

// 发布消息
sub.notify("你好鸭!"); // 观察者1和观察者2都收到: 你好鸭！
                              
// 移除观察者1
sub.unadd(obs1);

// 再次发布
sub.notify("你好鸭！"); // 只有观察者2收到: 你好鸭！

2、发布者订阅者模式

这模式有点与观察者模式类似，但观察者模式是一对一或者一对多关系，而发布订阅模式是多对多关系，因此应用场景会有所不同。
多对多关系有很强动态灵活性，可以多个订阅者，一个订阅者可以订阅多个事件; 把发布者和订阅者完全解耦提高灵活性和扩展性。

// 发布者
class Pub {
  constructor() {
    this.subobj = {};
  }

  subscribe(event, callback) {  // 订阅事件
    if (!this.subobj[event]) {
      this.subobj[event] = [];
    }
    this.subobj[event].push(callback);
  }

  unsubscribe(event, callback) {  // 移除订阅事件
    if (this.subobj[event]) {
      this.subobj[event] = this.subobj[event].filter(cb => cb !== callback);
    }
  }

  publish(event, data) { // 发布事件
    if (this.subobj[event]) {
      this.subobj[event].forEach(callback => callback(data));
    }
  }
}


// 创建一个发布者实例
const pub = new Pub();

// 订阅者回调函数
const subevent1 = (msg) => {
  console.log(`订阅者1 收到: ${msg}`);
};

const subevent2 = (msg) => {
  console.log(`订阅者2 收到: ${msg}`);
};

// 订阅事件
pub.subscribe("greet", subevent1);
pub.subscribe("greet", subevent2);

// 发布消息
pub.publish("greet", "你好鸭!"); // 订阅者1和订阅者2 收到: 你好鸭!

// 移除一个订阅者
pub.unsubscribe("greet", subevent1);

// 再次发布消息
pub.publish("greet", "你好鸭!"); //  只有订阅者2 收到: 你好鸭!

大概思路是定义一个Pub类，里面有subscribe（添加订阅事件）、unsubscribe（移除订阅事件）、 publish（通知发布事件）。new Publisher()创建发布者实例后可以添加、移除和发布事件。

3、命令模式

把请求封装在对象里面整个传递给调用对象，使里面参数更加灵活方便扩展。
使发送和接收者完全解耦独立易于数据维护、逻辑独立方便灵活处理、队列请求可以撤销操作。

// 接收者
class testLight {
  on() {
    console.log("打开灯了");
  }
  off() {
    console.log("关闭灯了");
  }
}

// 命令基类
class Comm {
  constructor(receiver) {
    this.receiver = receiver;
  }
}

// 具体命令
class LightOnComm extends Comm {
  execute() {
    this.receiver.on();
  }
}

class LightOffComm extends Comm {
  execute() {
    this.receiver.off();
  }
}

// 调用者
class RemoteControl {
  onButton(comm) {
    comm.execute();
  }
}

接收者testLight主要负责执行业务逻辑命令，即决定是否关灯;

LightOnComm和LightOffComm继承基类Comm，实现execute()方法，在xecute()方法中调用接收者的方法，然后分别调用on和off方法;

RemoteControl 类负责调用者的方法，即去调用execute()方法。

// 使用
const testlight = new testLight();
const lightOnComm = new LightOnComm(testlight);
const lightOffComm = new LightOffComm(testlight);
const remoteControl = new RemoteControl();

remoteControl.onButton(lightOnComm); // 输出: 打开灯了
remoteControl.onButton(lightOffComm); // 输出: 关闭灯了

创建一个testlight实例后，将其传递给LightOnComm和LightOffComm的构造函数，然后普创建了LightOnComm和LightOffComm的实例。并将它们传递给RemoteControl的onButton方法。

最后调用onButton方法时，就会调用相应命令的execute方法，从而执行相应的操作。

4、模版模式

定义好整个操作过程的框架，框架中把每个步骤的逻辑独立处理。
步骤独立分开管理，易于扩展功能维护代码。

class Game {
  constructor(obj) {
     
  }
  initGame() {
      console.log('初始化');
  }
  startGame() {
    console.log('游戏开始');
  }
  onGame() {
    console.log('游戏中');
  }
  endGame() {
    console.log('游戏结束');
  }
  personEntry() {
      this.initGame()
      this.startGame()
      this.onGame()
      this.endGame()
  }
}

这个Game类中把每个步骤的逻辑都放在对应步骤的方法中，独立管理互不影响。添加或者减少步骤，只需要修改对应的方法即可。