【设计模式】03-理解常见设计模式-行为型模式（专栏完结）

news2025/2/21 6:10:02

前言

前面我们介绍完创建型模式和创建型模式，这篇介绍最后的行为型模式，也是【设计模式】专栏的最后一篇。

一、概述

行为型模式主要用于处理对象之间的交互和职责分配，以实现更灵活的行为和更好的协作。

二、常见的行为型模式

1、观察者模式（Observer Pattern）：

定义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，所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。

解释:可以把它想象成一个明星和粉丝的关系，明星（被观察对象）的一举一动（状态改变）都会被粉丝（观察者）关注到，当明星有新动态时，粉丝会收到消息。

代码示范以及解释 

// 被观察对象类
class Subject {
    constructor() {
        this.observers = [];
    }

    // 添加观察者
    addObserver(observer) {
        this.observers.push(observer);
    }

    // 移除观察者
    removeObserver(observer) {
        const index = this.observers.indexOf(observer);
        if (index!== -1) {
            this.observers.splice(index, 1);
        }
    }

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

// 观察者类
class Observer {
    constructor(name) {
        this.name = name;
    }

    update() {
        console.log(`${this.name} has been notified.`);
    }
}

// 使用示例
const subject = new Subject();
const observer1 = new Observer('Fan1');
const observer2 = new Observer('Fan2');

subject.addObserver(observer1);
subject.addObserver(observer2);

subject.notify(); 
// 输出:
// Fan1 has been notified.
// Fan2 has been notified.

 被观察的对象Subject

  • 构造函数 constructor：
    • 初始化一个空数组 this.observers，用于存储所有注册的观察者。
  • addObserver 方法：
    • 接收一个 observer 对象作为参数，将其添加到 this.observers 数组中。这就相当于有一个新的观察者开始关注这个被观察对象了。
  • removeObserver 方法：
    • 接收一个 observer 对象作为参数，首先使用 indexOf 方法查找该观察者在 this.observers 数组中的索引。
    • 如果索引不为 -1（说明该观察者存在于数组中），则使用 splice 方法将其从数组中移除，意味着这个观察者不再关注被观察对象了。
  • notify 方法：
    • 遍历 this.observers 数组，对每个观察者调用其 update 方法。这样就可以通知所有注册的观察者，让它们执行相应的更新操作。

 观察者Observer

  • 构造函数 constructor：
    • 接收一个 name 参数，用于标识这个观察者，将其存储在 this.name 中。
  • update 方法：
    • 当被观察对象调用 notify 方法通知观察者时，这个 update 方法会被执行。它会打印出一条消息，表明该观察者已经收到了通知。

代码执行结果解释

  • 首先创建一个 Subject 类的实例 subject，表示被观察对象。
  • 接着创建两个 Observer 类的实例 observer1 和 observer2，分别命名为 'Fan1' 和 'Fan2'。
  • 调用 subject.addObserver 方法将 observer1 和 observer2 添加到 subject 的观察者列表中。
  • 最后调用 subject.notify() 方法，subject 会遍历其观察者列表，依次调用每个观察者的 update 方法，因此控制台会输出 'Fan1 has been notified.' 和 'Fan2 has been notified.'。

2、策略模式（Strategy Pattern）：

定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可相互替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。

解释：策略模式定义了一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可相互替换。策略模式让算法的变化独立于使用算法的客户。这就好比你要去上班，有多种出行方式（策略）可供选择，如坐公交、打车、骑自行车等，你可以根据当天的实际情况（如时间、天气等）来动态地选择合适的出行方式，而上班这个行为本身不受具体出行方式的影响。

 代码示范以及解释 

// 定义不同的策略类
// 公交出行策略
class BusStrategy {
    travel() {
        console.log('Taking the bus to work.');
    }
}
//这是一个公交出行策略类，包含一个 travel 方法。
//当调用 travel 方法时，会在控制台打印出 Taking the bus to work.，表示选择乘坐公交去上班。

// 打车出行策略
class TaxiStrategy {
    travel() {
        console.log('Taking a taxi to work.');
    }
}
//这是一个打车出行策略类，同样有一个 travel 方法。
//调用 travel 方法时，会在控制台打印出 Taking a taxi to work.，表示选择打车去上班。

// 自行车出行策略
class BicycleStrategy {
    travel() {
        console.log('Riding a bicycle to work.');
    }
}
//这是一个自行车出行策略类，travel 方法会在控制台打印出 Riding a bicycle to work.，表示选择骑自行车去上班。

// 环境类，负责使用策略
class Commute {
    constructor(strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    setStrategy(strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    goToWork() {
        this.strategy.travel();
    }
}
//构造函数 constructor：
//接收一个 strategy 参数，将传入的策略对象赋值给 this.strategy，表示初始化时使用该策略。
//setStrategy 方法：
//接收一个新的 strategy 参数，将 this.strategy 更新为新的策略对象，从而实现策略的动态切换。
//goToWork 方法：
//调用当前 this.strategy 对象的 travel 方法，执行具体的出行策略。

// 使用示例
const busStrategy = new BusStrategy();
const commute = new Commute(busStrategy);
commute.goToWork(); // 输出: Taking the bus to work.

const taxiStrategy = new TaxiStrategy();
commute.setStrategy(taxiStrategy);
commute.goToWork(); // 输出: Taking a taxi to work.

执行结果解释

  • 首先创建一个 BusStrategy 类的实例 busStrategy，表示公交出行策略。
  • 接着创建一个 Commute 类的实例 commute，并将 busStrategy 作为参数传入，意味着初始化时使用公交出行策略。
  • 调用 commute.goToWork() 方法，会执行公交出行策略，控制台输出 Taking the bus to work.。
  • 然后创建一个 TaxiStrategy 类的实例 taxiStrategy，表示打车出行策略。
  • 调用 commute.setStrategy(taxiStrategy) 方法，将当前的出行策略切换为打车策略。
  • 再次调用 commute.goToWork() 方法，会执行打车出行策略，控制台输出 Taking a taxi to work.。

3、发布-订阅模式（Publish - Subscribe Pattern）（重点！！）

发布 - 订阅模式和观察者模式类似，但它引入了一个中间者（消息代理），发布者（发布消息的对象）将消息发布到消息代理，订阅者（接收消息的对象）向消息代理订阅感兴趣的消息。这种模式实现了发布者和订阅者之间的解耦。

简单理解：就像一个报社和读者的关系，报社（发布者）负责发布报纸（消息），读者（订阅者）向报社订阅报纸，当有新报纸出版时，报社将报纸发送给订阅的读者。

 代码示范以及解释 

// 消息代理类
class EventEmitter {
    constructor() {
        this.events = {};
    }

    // 订阅事件
    on(eventName, callback) {
        if (!this.events[eventName]) {
            this.events[eventName] = [];
        }
        this.events[eventName].push(callback);
    }

    // 发布事件
    emit(eventName, ...args) {
        if (this.events[eventName]) {
            this.events[eventName].forEach(callback => callback(...args));
        }
    }

    // 取消订阅事件
    off(eventName, callback) {
        if (this.events[eventName]) {
            const index = this.events[eventName].indexOf(callback);
            if (index!== -1) {
                this.events[eventName].splice(index, 1);
            }
        }
    }
}

// 使用示例
const eventEmitter = new EventEmitter();

// 订阅者的回调函数
const callback1 = (message) => {
    console.log(`Subscriber 1 received: ${message}`);
};

const callback2 = (message) => {
    console.log(`Subscriber 2 received: ${message}`);
};

// 订阅事件
eventEmitter.on('news', callback1);
eventEmitter.on('news', callback2);

// 发布事件
eventEmitter.emit('news', 'A new article is published!'); 
// 输出:
// Subscriber 1 received: A new article is published!
// Subscriber 2 received: A new article is published!

// 取消订阅
eventEmitter.off('news', callback1);
eventEmitter.emit('news', 'Another new article!'); 
// 输出:
// Subscriber 2 received: Another new article!

整体功能概述

EventEmitter 类充当消息代理，它允许用户订阅（on 方法）特定的事件，发布（emit 方法）事件，以及取消订阅（off 方法）事件。当事件被发布时，所有订阅该事件的回调函数都会被执行。

消息代理类 EventEmitter

  • 构造函数 constructor：
    • 初始化一个空对象 this.events，用于存储事件及其对应的回调函数数组。每个事件名作为对象的键，对应的值是一个数组，数组中存储着订阅该事件的所有回调函数。
  • on 方法：
    • 接收两个参数：eventName 表示事件的名称，callback 是订阅该事件时要执行的回调函数。
    • 首先检查 this.events 对象中是否已经存在该事件名。如果不存在，就为该事件名创建一个空数组。
    • 然后将传入的 callback 函数添加到该事件对应的数组中。这意味着又有一个订阅者订阅了该事件。
  • emit 方法：
    • 接收事件名 eventName 和任意数量的参数 ...args。
    • 检查 this.events 对象中是否存在该事件名。如果存在，就遍历该事件对应的回调函数数组，依次调用每个回调函数，并将 ...args 作为参数传递给它们。这样就实现了事件的发布，通知所有订阅者执行相应的操作。
  • off 方法：
    • 接收事件名 eventName 和要取消订阅的回调函数 callback。
    • 检查 this.events 对象中是否存在该事件名。如果存在，使用 indexOf 方法查找该回调函数在事件对应的数组中的索引。
    • 如果索引不为 -1（说明该回调函数存在于数组中），使用 splice 方法将其从数组中移除，从而实现取消订阅的功能。

执行结果解释

const eventEmitter = new EventEmitter();

// 订阅者的回调函数
const callback1 = (message) => {
    console.log(`Subscriber 1 received: ${message}`);
};

const callback2 = (message) => {
    console.log(`Subscriber 2 received: ${message}`);
};

// 订阅事件
eventEmitter.on('news', callback1);
eventEmitter.on('news', callback2);

// 发布事件
eventEmitter.emit('news', 'A new article is published!'); 
// 输出:
// Subscriber 1 received: A new article is published!
// Subscriber 2 received: A new article is published!

// 取消订阅
eventEmitter.off('news', callback1);
eventEmitter.emit('news', 'Another new article!'); 
// 输出:
// Subscriber 2 received: Another new article!
  • 创建一个 EventEmitter 类的实例 eventEmitter。
  • 定义两个回调函数 callback1 和 callback2，分别表示两个订阅者在收到事件通知时要执行的操作。
  • 调用 eventEmitter.on 方法，将 callback1 和 callback2 订阅到 'news' 事件上。
  • 调用 eventEmitter.emit 方法发布 'news' 事件，并传递消息 'A new article is published!'。由于 callback1 和 callback2 都订阅了该事件，所以它们都会被执行，控制台会输出相应的消息。
  • 调用 eventEmitter.off 方法取消 callback1 对 'news' 事件的订阅。
  • 再次调用 eventEmitter.emit 方法发布 'news' 事件，并传递消息 'Another new article!'。此时只有 callback2 还订阅着该事件，所以只有 callback2 会被执行，控制台会输出相应的消息。

三、总结

 到此，【设计模式】专栏的篇章已经完结~

文章介绍的是部分常见的设计模式，实际上还有很多设计模式等着大家去学习，后续我有空会补充新的设计模式内容，敬请期待吧~

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