javascript的23種設計模式示例總結大全
一、設計模式介紹
什麼是設計模式
- 設計模式是解決問題的一種思想,和語言無關。在面向對象軟件設計的工程中,針對特定的問題簡潔優雅的一種解決方案。通俗一點的說,設計模式就是符合某種場景下某個問題的解決方案,通過設計模式可以增加代碼的可重用性,可擴展性,可維護性,最終使得我們的代碼高內聚、低耦合。
設計模式的五大設計原則
- 單一職責:一個程序隻需要做好一件事。如果功能過於復雜就拆分開,保證每個部分的獨立
- 開放封閉原則:對擴展開放,對修改封閉。增加需求時,擴展新代碼,而不是修改源代碼。這是軟件設計的終極目標。
- 裡氏置換原則:子類能覆蓋父類,父類能出現的地方子類也能出現。
- 接口獨立原則:保持接口的單一獨立,避免出現“胖接口”。這點目前在TS中運用到。
- 依賴導致原則:面向接口編程,依賴於抽象而不依賴於具體。使用方隻專註接口而不用關註具體類的實現。俗稱“鴨子類型”
設計模式的三大類
- 創建型:工廠模式,抽象工廠模式,建造者模式,單例模式,原型模式
- 結構型:適配器模式,裝飾器模式,代理模式,外觀模式,橋接模式,組合模式,享元模式
- 行為型:策略模式,模板方法模式,發佈訂閱模式,迭代器模式,職責鏈模式,命令模式,備忘錄模式,狀態模式,訪問者模式,中介者模式,解釋器模式。
二、設計模式
1.工廠模式
- 工廠模式是用來創建對象的常見設計模式,在不暴露創建對象的具體邏輯,而是將邏輯進行封裝,那麼它就可以被稱為工廠。工廠模式又叫做靜態工廠模式,由一個工廠對象決定創建某一個類的實例。
優點
- 調用者創建對象時隻要知道其名稱即可
- 擴展性高,如果要新增一個產品,直接擴展一個工廠類即可。
- 隱藏產品的具體實現,隻關心產品的接口。
缺點
- 每次增加一個產品時,都需要增加一個具體類,這無形增加瞭系統內存的壓力和系統的復雜度,也增加瞭具體類的依賴
例子
- 一個服裝廠可以生產不同類型的衣服,我們通過一個工廠方法類來模擬產出
class DownJacket { production(){ console.log('生產羽絨服') } } class Underwear{ production(){ console.log('生產內衣') } } class TShirt{ production(){ console.log('生產t恤') } } // 工廠類 class clothingFactory { constructor(){ this.downJacket = DownJacket this.underwear = Underwear this.t_shirt = TShirt } getFactory(clothingType){ const _production = new this[clothingType] return _production.production() } } const clothing = new clothingFactory() clothing.getFactory('t_shirt')// 生產t恤
2.抽象工廠模式
- 抽象工廠模式就是通過類的抽象使得業務適用於一個產品類簇的創建,而不負責某一個類產品的實例。抽象工廠可以看作普通工廠的升級版,普通工廠以生產實例為主,而抽象工廠的目就是生產工廠。
優點
- 當一個產品族中的多個對象被設計成一起工作時,它能保證客戶端始終隻使用同一個產品族中的對象。
缺點
- 產品族擴展非常困難,要增加一個系列的某一產品,既要在抽象的 Creator 裡加代碼,又要在具體的裡面加代碼。
例子
- 同樣基於上面的例子,模擬出一個抽象類,同時約束繼承子類的方法實現。最後再通過工廠函數返回指定的類簇
/* 抽象類 js中abstract是個保留字,實現抽象類隻能通過new.target進行驗證, 防止抽象類被直接實例,另外如果子類沒有覆蓋指定方法,則拋出錯誤 */ class ProductionFlow { constructor(){ if(new.target === ProductionFlow){ throw new Error('抽象類不能被實例') } } production(){ throw new Error('production要被重寫') } materials(){ throw new Error('materials要被重寫') } } class DownJacket extends ProductionFlow{ production(){ console.log(`材料:${this.materials()},生產羽絨服`) } materials(){ return '鴨毛' } } class Underwear extends ProductionFlow{ production(){ console.log(`材料:${this.materials()},生產內衣`) } materials(){ return '絲光棉' } } class TShirt extends ProductionFlow{ production(){ console.log(`材料:${this.materials()},生產t恤`) } materials(){ return '純棉' } } function getAbstractProductionFactory(clothingType){ const clothingObj = { downJacket:DownJacket, underwear:Underwear, t_shirt:TShirt, } if(clothingObj[clothingType]){ return clothingObj[clothingType] } throw new Error(`工廠暫時不支持生產這個${clothingType}類型的服裝`) } const downJacketClass = getAbstractProductionFactory('downJacket') const underwearClass = getAbstractProductionFactory('underwear') const downJacket = new downJacketClass() const underwear = new underwearClass() downJacket.production() // 材料:鴨毛,生產羽絨服 underwear.production() // 材料:絲光棉,生產內衣
3.建造者模式
- 建造者模式是一種比較復雜使用頻率較低的創建型設計模式,建造者模式為客戶端返回的不是一個簡單的產品,而是一個由多個部件組成的復雜產品。主要用於將一個復雜對象的構建與他的表現分離,使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。
優點
- 建造者獨立易擴展
- 方便控制細節風險
缺點
- 產品必須有共同點,范圍有限制
- 當內部有變化復雜時,會有很多建造類
例子
下面繼續用服裝廠的生產流程作為例子。
// 抽象類 class Clothing { constructor() { this.clothingType = '' this.price } } class Underwear extends Clothing { constructor() { super() this.clothingType = 'underwear' this.price = 10 } } class TShirt extends Clothing { constructor() { super() this.clothingType = 't_shirt' this.price = 50 } } class DownCoat extends Clothing { constructor() { super() this.clothingType = 'DownCoat' this.price = 500 } } // 產品 class Purchase { constructor() { this.clothings = [] } addClothing(clothing) { this.clothings.push(clothing) } countPrice() { return this.clothings.reduce((prev, cur)=>cur.price + prev,0) } } // 廠長 class FactoryManager { createUnderwear() { throw new Error(`子類必須重寫 createUnderwear`) } createTShirt() { throw new Error(`子類必須重寫 createTShirt`) } createDownCoat() { throw new Error(`子類必須重寫 DownCoat`) } } // 工人 class Worker extends FactoryManager { constructor() { super() this.purchase = new Purchase() } createUnderwear(num) { for (let i = 0; i < num; i++) { this.purchase.addClothing(new Underwear()) } } createTShirt(num) { for (let i = 0; i < num; i++) { this.purchase.addClothing(new TShirt()) } } createDownCoat(num) { for (let i = 0; i < num; i++) { this.purchase.addClothing(new DownCoat()) } } } // 銷售 class Salesman { constructor() { this.worker = null } setWorker(worker) { this.worker = worker } reserve(clothing) { clothing.forEach((item) => { if (item.type === 'underwear') { this.worker.createUnderwear(item.num) } else if (item.type === 't_shirt') { this.worker.createTShirt(item.num) } else if (item.type === 'DownCoat') { this.worker.createDownCoat(item.num) } else { try { throw new Error('公司暫不生產或不存在該類型的商品') } catch (error) { console.log(error) } } }); const purchase = this.worker.purchase return purchase.countPrice() } } const salesman = new Salesman() const worker = new Worker() salesman.setWorker(worker) const order = [ { type: 'underwear', num: 10 }, { type: 't_shirt', num: 4 }, { type: 'DownCoat', num: 1 } ] console.log(`本次訂單所需金額:${salesman.reserve(order)}`)
4.單例模式
- 單例模式的思路是:保證一個類隻能被實例一次,每次獲取的時候,如果該類已經創建過實例則直接返回該實例,否則創建一個實例保存並返回。
- 單例模式的核心就是創建一個唯一的對象,而在javascript中創建一個唯一的對象太簡單瞭,為瞭獲取一個對象而去創建一個類有點多此一舉。如
const obj = {}
,obj
就是獨一無二的一個對象,在全局作用域的聲明下,可以在任何地方對它訪問,這就滿足瞭單例模式的條件。
優點
- 內存中隻有一個實例,減少瞭內存的開銷。
- 避免瞭對資源多重的占用。
缺點
- 違反瞭單一職責,一個類應該隻關心內部邏輯,而不用去關心外部的實現
例子
- 我們常見到的登錄彈窗,要麼顯示要麼隱藏,不可能同時出現兩個彈窗,下面我們通過一個類來模擬彈窗。
class LoginFrame { static instance = null constructor(state){ this.state = state } show(){ if(this.state === 'show'){ console.log('登錄框已顯示') return } this.state = 'show' console.log('登錄框展示成功') } hide(){ if(this.state === 'hide'){ console.log('登錄框已隱藏') return } this.state = 'hide' console.log('登錄框隱藏成功') } // 通過靜態方法獲取靜態屬性instance上是否存在實例,如果沒有創建一個並返回,反之直接返回已有的實例 static getInstance(state){ if(!this.instance){ this.instance = new LoginFrame(state) } return this.instance } } const p1 = LoginFrame.getInstance('show') const p2 = LoginFrame.getInstance('hide') console.log(p1 === p2) // true
5.適配器模式
- 適配器模式的目的是為瞭解決對象之間的接口不兼容的問題,通過適配器模式可以不更改源代碼的情況下,讓兩個原本不兼容的對象在調用時正常工作。
優點
- 讓任何兩個沒有關聯的類可以同時有效運行,並且提高瞭復用性、透明度、以及靈活性
缺點
- 過多的使用適配器模式,會讓系統變得零亂,不易整體把控。建議在無法重構的情況下使用適配器。
例子
- 拿一個現實中的例子來說,傑克隻會英語,小明隻會中文,它們在交流上出現瞭障礙,小紅同時會中英雙語,通過小紅將傑克的英語翻譯成中文,讓小明和傑克進行無障礙的溝通,這裡小紅就起到瞭適配器的角色。
class Jack { english() { return 'I speak English' } } class Xiaoming { chinese() { return '我隻會中文' } } // 適配器 class XiaoHong { constructor(person) { this.person = person } chinese() { return `${this.person.english()} 翻譯: "我會說英語"` } } class Communication { speak(language) { console.log(language.chinese()) } } const xiaoming = new Xiaoming() const xiaoHong = new XiaoHong(new Jack()) const communication = new Communication() communication.speak(xiaoming) communication.speak(xiaoHong)
6.裝飾器模式
- 裝飾者模式能夠在不更改源代碼自身的情況下,對其進行職責添加。相比於繼承裝飾器的做法更輕巧。通俗的講我們給心愛的手機上貼膜,帶手機殼,貼紙,這些就是對手機的裝飾。
優點
- 裝飾類和被裝飾類它們之間可以相互獨立發展,不會相互耦合,裝飾器模式是繼承的一個替代模式,它可以動態的擴展一個實現類的功能。
缺點
- 多層的裝飾會增加復雜度
例子
- 在編寫飛機大戰的遊戲中,飛機對象的攻擊方式隻有普通子彈攻擊,如何在不更改原代碼的情況下,為它其他的攻擊方式,如激光武器,導彈武器?
class Aircraft { ordinary(){ console.log('發射普通子彈') } } class AircraftDecorator { constructor(aircraft){ this.aircraft = aircraft } laser(){ console.log('發射激光') } guidedMissile(){ console.log('發射導彈') } ordinary(){ this.aircraft.ordinary() } } const aircraft = new Aircraft() const aircraftDecorator = new AircraftDecorator(aircraft) aircraftDecorator.ordinary() // 發射普通子彈 aircraftDecorator.laser() // 發射激光 aircraftDecorator.guidedMissile() // 發射導彈 // 可以看到在不更改源代碼的情況下對它進行瞭裝飾擴展
7.代理模式
- 代理模式的關鍵是,當客戶不方便直接訪問一個對象或者不滿足需要的時候,提供一個替身對象來控制對這個對象的訪問,客戶實際上訪問的是替身對象。替身對象對請求做出一些處理之後,再把請求轉交給本體對象。
- 代理和本體接口需要一致性,代理和本體之間可以說是鴨子類型的關系,不在乎他怎麼實現的,隻要它們之間暴露的方法一致既可。
優點
- 職責清晰,高擴展性,智能化
缺點
- 當對象和對象之間增加瞭代理可能會影響到處理的速度。
- 實現代理需要額外的工作,有些代理會非常的復雜。
例子
- 我們都知道,領導擁有公司的最高權限,假設公司有員工100個,如果每個人都去找領導去處理事務,那領導肯定會崩潰,因此領導招聘瞭一個秘書幫他收集整理事務,秘書會在合適時間一次性將需要處理的業務交給老板處理,在這裡秘書就是領導的一個代理角色。
// 員工 class Staff { constructor(affairType){ this.affairType = affairType } applyFor(target){ target.receiveApplyFor(this.affairType) } } // 秘書 class Secretary { constructor(){ this.leader = new Leader() } receiveApplyFor(affair){ this.leader.receiveApplyFor(affair) } } //領導 class Leader { receiveApplyFor(affair){ console.log(`批準:${affair}`) } } const staff = new Staff('升職加薪') staff.applyFor(new Secretary()) // 批準:升職加薪
8.外觀模式
- 外觀模式本質就是封裝交互,隱藏系統的復雜性,提供一個可以訪問的接口。由一個將子系統一組的接口集成在一起的高層接口,以提供一個一致的外觀,減少外界與多個子系統之間的直接交互,從而更方便的使用子系統。
優點
- 減少系統的相互依賴,以及安全性和靈活性
缺點
- 違反開放封閉原則,有變動的時候更改會非常麻煩,即使繼承重構都不可行。
例子
- 外觀模式經常被用於處理高級遊覽器的和低版本遊覽器的一些接口的兼容處理
function addEvent(el,type,fn){ if(el.addEventlistener){// 高級遊覽器添加事件DOM API el.addEventlistener(type,fn,false) }else if(el.attachEvent){// 低版本遊覽器的添加事件API el.attachEvent(`on${type}`,fn) }else {//其他 el[type] = fn } }
- 另一種場景,在某個函數中的某個參數可傳可不傳的情況下,通過函數重載的方式,讓傳參更靈活。
function bindEvent(el,type,selector,fn){ if(!fn){ fn = selector } // 其他代碼 console.log(el,type,fn) } bindEvent(document.body,'click','#root',()=>{}) bindEvent(document.body,'click',()=>{})
9.發佈訂閱模式
- 發佈訂閱又稱觀察者模式,它定義對象之間的1對N的依賴關系,當其中一個對象發生變化時,所有依賴於它的對象都會得到通知。
- 發佈訂閱模式經常出現在我們的工作場景中,如:當你給DOM綁定一個事件就已經使用瞭發佈訂閱模式,通過訂閱DOM上的click事件,當被點擊時會向訂閱者發佈消息。
優點
- 觀察者和被觀察者它們之間是抽象耦合的。並且建立瞭觸發機制。
缺點
- 當訂閱者比較多的時候,同時通知所有的訂閱者可能會造成性能問題。
- 在訂閱者和訂閱目標之間如果循環引用執行,會導致崩潰。
- 發佈訂閱模式沒有辦法提供給訂閱者所訂閱的目標它是怎麼變化的,僅僅隻知道它變化瞭。
例子
- 比喻前段時間的冬奧會,項目還沒有開始的時候可以提前預定,等到項目快開始的時,APP會提前給我們發送通知即將開始的項目,而沒到時間的不通知,另外在項目還沒有開始的時候,可以取消訂閱避免接受到通知。根據這個需求我們來寫一個例子吧
class Subject { constructor(){ this.observers = {} this.key = '' } add(observer){ const key = observer.project if (!this.observers[key]) { this.observers[key] = [] } this.observers[key].push(observer) } remove(observer){ const _observers = this.observers[observer.project] console.log(_observers,11) if(_observers.length){ _observers.forEach((item,index)=>{ if(item === observer){ _observers.splice(index,1) } }) } } setObserver(subject){ this.key = subject this.notifyAllObservers() } notifyAllObservers(){ this.observers[this.key].forEach((item,index)=>{ item.update() }) } } class Observer { constructor(project,name) { this.project = project this.name = name } update() { console.log(`尊敬的:${this.name} 你預約的項目:【${this.project}】 馬上開始瞭`) } } const subject = new Subject() const xiaoming = new Observer('滑雪','xiaoming') const A = new Observer('大跳臺','A') const B = new Observer('大跳臺','B') const C = new Observer('大跳臺','C') subject.add(xiaoming) subject.add(A) subject.add(B) subject.add(C) subject.remove(B) // 取消訂閱 subject.setObserver('大跳臺') /** 執行結果 * 尊敬的:A 你預約的項目:【大跳臺】 馬上開始瞭 * 尊敬的:C 你預約的項目:【大跳臺】 馬上開始瞭 */
10.迭代器模式
- 迭代器模式是指提供一種方法順序訪問一個聚合對象中的每個元素,並且不需要暴露該對象的內部。
優點
- 它支持以不同的方式遍歷一個聚合對象。
- 迭代器簡化瞭聚合類。在同一個聚合上可以有多個遍歷。
- 在迭代器模式中,增加新的聚合類和迭代器類都很方便,無須修改原有代碼。
缺點
- 由於迭代器模式將存儲數據和遍歷數據的職責分離,增加新的聚合類需要對應增加新的迭代器類,類的個數成對增加,這在一定程度上增加瞭系統的復雜性。
例子
迭代器分為內部迭代器和外部迭代器,它們有各自的適用場景。
- 內部迭代器
// 內部迭代器表示內部已經定義好瞭迭代規則,它完全接受整個迭代過程,外部隻需一次初始調用。 Array.prototype.MyEach = function(fn){ for(let i = 0;i<this.length;i++){ fn(this[i],i,this) } } Array.prototype.MyEach = function(fn){ for(let i = 0;i<this.length;i++){ fn(this[i],i,this) } } [1,2,3,4].MyEach((item,index)=>{ console.log(item,index) })
- 外部迭代器
// 外部迭代器必須顯示的迭代下一個元素。它增加瞭調用的復雜度,但也增加瞭迭代器的靈活性,可以手動控制迭代的過程。 class Iterator{ constructor(arr){ this.current = 0 this.length = arr.length this.arr = arr } next(){ return this.getCurrItem() } isDone(){ return this.current>=this.length } getCurrItem(){ return { done:this.isDone(), value:this.arr[this.current++] } } } let iterator =new Iterator([1,2,3]) while(!(item=iterator.next()).done) { console.log(item) } iterator.next() /* 下面的數據格式是不是有點熟悉 {done: false, value: 1} {done: false, value: 2} {done: false, value: 3} {done: true, value: undefined} */
11.狀態模式
- 允許一個對象在其內部狀態改變的時候改變其行為,對象看起來似乎修改瞭它的類,通俗一點的將就是記錄一組狀態,每個狀態對應一個實現,實現的時候根據狀態去運行實現。
優點
- 將所有與某個狀態有關的行為放到一個類中,並且可以方便地增加新的狀態,隻需要改變對象狀態即可改變對象的行為。
- 允許狀態轉換邏輯與狀態對象合成一體,而不是某一個巨大的條件語句塊。
- 可以讓多個環境對象共享一個狀態對象,從而減少系統中對象的個數。
缺點
- 狀態模式的使用必然會增加系統類和對象的個數。
- 狀態模式的結構與實現都較為復雜,如果使用不當將導致程序結構和代碼的混亂。
- 狀態模式對"開閉原則"的支持並不太好,對切換狀態的狀態模式增加新的狀態類需要修改那些負責狀態轉換的源代碼,否則無法切換到新增狀態,而且修改某個狀態類的行為也需修改對應類的源代碼。
例子
- lol中的瑞文的Q有三段攻擊,同一個按鍵,在不同的狀態下,攻擊的行為不同。通常情況下,我們通過if…else也可以實現,但是這樣明顯不利於擴展,違反瞭開放封閉原則。接下來用代碼來描述這種場景。
class State { constructor(attack){ this.attack = attack } handle(context){ console.log(this.attack) context.setState(this) } } class Context { constructor(){ this.state = null } getState(){ return this.state } setState(state){ this.state = state } } const q1 = new State('q1 第1擊'), q2 = new State('q2 第2擊'), q3 = new State('q3 第3擊'), context = new Context() q1.handle(context)//q1 第1擊 q2.handle(context)//q2 第2擊 q3.handle(context)//q3 第3擊
12.策略模式
- 策略模式指的是定義一系列算法,把他們一個個封裝起來,目的就是將算法的使用和算法的實現分離開來。同時它還可以用來封裝一系列的規則,比如常見的表單驗證規則,隻要這些規則指向的目標一致,並且可以被替換使用,那麼就可以用策略模式來封裝它們。
優點
- 算法可以自由切換,避免瞭使用多層條件判斷,增加瞭擴展性
缺點
- 策略類增多,所有策略類都需要對外暴露。
例子
- 剛入這個行業的時候,寫表單驗證經常無止境的if…else寫法,意識到這種寫法不靠譜,於是我把檢驗規則放在一個對象中,在函數中對它進行控制,把規則與實現進行瞭分離,每次隻需要在封裝的規則中去修改配置。在後面的多種場景都用這種方法,解決瞭頻繁使用if…else的問題,當第一次接觸倒策略模式才知道這種寫法也算策略模式。
const rules = { cover_img: { must: false, msg: '請上傳封面圖片', val: '' }, name: { must: true, msg: '姓名不能為空', val: '' }, sex: { must: true, msg: '請填寫性別', val: '' }, birthday: { must: false, msg: '請選擇生日', val: '' }, } function verify(){ for(const key in rules){ if(rules[key].must&&!rules[key].val){ console.log(rules[key].msg) } } } verify() // 姓名不能為空 // 請填寫性別
- 上面的例子是以js方式寫的,在javascript將函數作為一等公民的語言裡,策略模式就是隱形的,它已經融入到瞭javascript的語言中,所以以javascript方式的策略模式會顯得簡單直接。不過我們依然要瞭解傳統的策略模式,下面來看看傳統的策略模式的例子。
//html----------------- <form action="http:// xxx.com/register" id="registerForm" method="post"> 請輸入用戶名:<input type="text" name="userName" /> 請輸入密碼:<input type="text" name="password" /> 請輸入手機號碼:<input type="text" name="phoneNumber" /> <button>提交</button> </form> // js------------------ class Strategies { constructor() { this.rules = {} } add(key, rule) { this.rules[key] = rule return this } } class Validator { constructor(strategies) { this.cache = [] // 保存檢驗規則 this.strategies = strategies } add(dom, rules) { rules.forEach((rule) => { const strategyAry = rule.strategy.split(':') this.cache.push(() => { const strategy = strategyAry.shift() strategyAry.unshift(dom.value) strategyAry.push(rule.errorMsg) console.log(this.strategies[strategy]) return this.strategies[strategy].apply(dom, strategyAry) }) }); } start() { for (let i = 0,validatorFunc; validatorFunc =this.cache[i++]; ) { const msg = validatorFunc() if (msg) { return msg } } } } const registerForm = document.getElementById('registerForm') // 獲取formDom節點 const strategies = new Strategies() strategies.add('isNonEmpty', function(value, errorMsg) { if (!value) { return errorMsg } }).add('minLength', function(value, length, errorMsg) { if (value.length < length) { return errorMsg } }).add('isMobile', function(value, errorMsg) { if (!/(^1[3|5|8][0-9]{9}$)/.test(value)) { return errorMsg } }) function validataFunc() { const validator = new Validator(strategies.rules) // 多個校驗規則 validator.add(registerForm.userName, [ { strategy: 'isNonEmpty', errorMsg: '用戶名不能為空' }, { strategy: 'minLength:10', errorMsg: '用戶名長度不能少於10位' } ]) validator.add(registerForm.password, [{ strategy: 'minLength:6', errorMsg: '密碼長度不能少於6位' }]) validator.add(registerForm.phoneNumber, [{ strategy: 'isMobile', errorMsg: '手機號碼格式不對' }]) const errorMsg = validator.start() return errorMsg // 返回錯誤信息。 } registerForm.onsubmit = function () { const errorMsg = validataFunc() if (errorMsg) { // 如果存在錯誤信息,顯示錯誤信息,並且阻止onsubmit默認事件 console.log(errorMsg) return false } }
13.命令模式
- 命令模式中的命令指的是一個執行某些特定的事情的指令。
- 命令模式最常見的應用場景如:有時候需要向某些對象發送請求,但是並不知道請求的接收者是誰,也不知道被請求的操作是什麼。此時可以通過一種松耦合的方式來設計程序,使得請求發送者和請求接收者消除彼此之間的耦合關系。
優點
- 降低瞭代碼的耦合度,易擴展,出現新的命令可以很容易的添加進去
缺點
- 命令模式使用過度會導致代碼中存在過多的具體命令。
例子
- 假設在一個項目中開發某個頁面,其中某個程序員負責繪制靜態頁面,包括某些按鈕,而另一個程序員負責開發這幾個按鈕的具體行為。負責靜態頁面的程序員暫時不知道這些按鈕未來會發生什麼,在不知道具體行為是什麼作什麼的情況下,通過命令模式的幫助,解開按鈕和負責具體行為對象之間的耦合。
// html------------------- <button id="button2">點擊按鈕 1</button> <button id="button2">點擊按鈕 2</button> <button id="button3">點擊按鈕 3</button> // js--------------------- const button1 = document.getElementById('button1'), button2 = document.getElementById('button2'), button3 = document.getElementById('button3'); const MenBar = { refresh:function(){ console.log('刷新菜單目錄') } } const SubMenu = { add:function(){ console.log('增加子菜單') }, del:function(){ console.log('刪除子菜單') } } function setCommand(el,command){ el.onclick = function(){ command.execute() } } class MenuBarCommand{ constructor(receiver,key){ this.receiver = receiver this.key = key } execute(){ this.receiver[this.key]() } } setCommand(button1,new MenuBarCommand(MenBar,'refresh')) setCommand(button2,new MenuBarCommand(SubMenu,'add')) setCommand(button3,new MenuBarCommand(SubMenu,'del'))
14.組合模式
- 組合模式就是由一些小的子對象構建出的更大的對象,而這些小的子對象本身可能也是由多個孫對象組合而成的。
- 組合模式將對象組合成樹狀結構,以表示“部分-整體”的層次結構。除瞭用來表示樹狀結構之外,組合模式的另一個好處就是通過對象的多態性表現,使得用戶對單個對象和組合對象的使用具有一致性。
優點
- 高層模塊調用簡單,節點可以自由添加
缺點
- 其葉對象和子對象聲明都是實現類,而不是接口,這違反瞭依賴倒置原則
例子
- 以我們最常見的文件夾和文件的關系,非常適合用組合模式來描述,文件夾可以包括子文件夾和文件,文件不能包括任何文件,這種關系讓最終會形成一棵樹。下面來實現文件的添加,掃描該文件裡的文件,並且可以刪除文件。
// 文件夾類 class Folder { constructor(name) { this.name = name this.parent = null; this.files = [] } // 添加文件 add(file) { file.parent = this this.files.push(file) return this } // 掃描文件 scan() { console.log(`開始掃描文件夾:${this.name}`) this.files.forEach(file => { file.scan() }); } // 刪除指定文件 remove() { if (!this.parent) { return } for (let files = this.parent.files, i = files.length - 1; i >= 0; i--) { const file = files[i] if (file === this) { files.splice(i, 1) break } } } } // 文件類 class File { constructor(name) { this.name = name this.parent = null } add() { throw new Error('文件下面不能添加任何文件') } scan() { console.log(`開始掃描文件:${this.name}`) } remove() { if (!this.parent) { return } for (let files = this.parent.files, i = files.length - 1; i >= 0; i++) { const file = files[i] if (file === this) { files.splice(i, 1) } } } } const book = new Folder('電子書') const js = new Folder('js') const node = new Folder('node') const vue = new Folder('vue') const js_file1 = new File('javascript高級程序設計') const js_file2 = new File('javascript忍者秘籍') const node_file1 = new File('nodejs深入淺出') const vue_file1 = new File('vue深入淺出') const designMode = new File('javascript設計模式實戰') js.add(js_file1).add(js_file2) node.add(node_file1) vue.add(vue_file1) book.add(js).add(node).add(vue).add(designMode) book.remove() book.scan()
15.模塊方法模式
- 模塊方法模式是一種基於繼承的設計模式,在javascript中沒有真正意義上的繼承,所有繼承都來自原型(prototype)上的繼承,隨著ES6的class到來,實現瞭繼承的“概念”,讓我們可以以一種很方便簡潔的方式繼承,但其本質上還是原型繼承。
- 模板方法模式由兩部分組成,第一部分是抽象父類,第二部分是具體的實現子類。抽象父類主要封裝瞭子類的算法框架,以及實現瞭一些公共的方法和其他方法的執行順序。子類通過繼承父類,繼承瞭父類的算法框架,並進行重寫。
優點
- 提供公共的代碼便於維護。行為由父類控制,具體由子類來實現。
缺點
- 其每一個具體實現都需要繼承的子類來實現,這無疑導致類的個數增加,使得系統龐大。
例子
- 拿咖啡和茶的例子來說,制作咖啡和茶都需要燒開水,把水煮沸是一個公共方法,隨後的怎麼沖泡,把什麼倒進杯子,以及添加什麼配料,它們可能各不一樣,根據以上特點,開始我們的例子。
// 抽象父類 class Beverage { boilWater(){ console.log('把水煮沸') } brew(){ throw new Error('字類必須重寫brew方法') } pourInCup(){ throw new Error('字類必須重寫pourInCup方法') } addCondiments(){ throw new Error('字類必須重寫addCondiments方法') } init(){ this.boilWater() this.brew() this.pourInCup() this.addCondiments() } } // 咖啡類 class Coffee extends Beverage { brew(){ console.log('用沸水沖泡咖啡') } pourInCup(){ console.log('把咖啡倒進杯子') } addCondiments(){ console.log('加糖和牛奶') } } // 茶類 class Tea extends Beverage { brew(){ console.log('用沸水侵泡茶葉') } pourInCup(){ console.log('把茶倒進杯子') } addCondiments(){ console.log('加檸檬') } } const coffee = new Coffee() coffee.init() const tea = new Tea() tea.init()
16.享元模式
- 享元模式是一種用於性能優化的模式,核心是運用共享技術來有效支持大量的細粒度對象。如果系統中創建瞭大量的類似對象,會導致內存消耗過高,通過享用模式處理重用類似對象,減少內存消耗的問題,達到性能優化方案。
- 享元模式的關鍵是如何區分內部狀態和外部狀態
- 內部狀態:可以被對象共享,通常不會改變的稱為內部狀態
- 外部狀態:取決於具體的場景,根據具體的場景變化,並且不能被共享的稱為外部狀態
優點
- 減少瞭大批量對象的創建,降低瞭系統瞭內存。
缺點
- 提高瞭系統的復雜度,需要分離出外部狀態和內部狀態,而且外部狀態具有固有化的性質,不應該隨著內部狀態的變化而變化,否則會造成系統的混亂。
例子
let id = 0 // 定義內部狀態 class Upload { constructor(uploadType) { this.uploadType = uploadType } // 點擊刪除時 小於3000直接刪除,大於3000通過confirm提示彈窗刪除。 delFile(id) { uploadManager.setExternalState(id,this) if(this.fileSize < 3000){ return this.dom.parentNode.removeChild(this.dom) } if(window.confirm(`確定要刪除該文件嗎?${this.fileName}`)){ return this.dom.parentNode.removeChild(this.dom) } } } // 外部狀態 class uploadManager { static uploadDatabase = {} static add(id, uploadType, fileName, fileSize) { const filWeightObj = UploadFactory.create(uploadType) const dom = this.createDom(fileName, fileSize, () => { filWeightObj.delFile(id) }) this.uploadDatabase[id] = { fileName, fileSize, dom } } // 創建DOM 並且為button綁定刪除事件。 static createDom(fileName, fileSize, fn) { const dom = document.createElement('div') dom.innerHTML = ` <span>文件名稱:${fileName},文件大小:${fileSize}</span> <button class="delFile">刪除</button> ` dom.querySelector('.delFile').onclick = fn document.body.append(dom) return dom } static setExternalState(id, flyWeightObj) { const uploadData = this.uploadDatabase[id] for (const key in uploadData) { if (Object.hasOwnProperty.call(uploadData, key)) { flyWeightObj[key] = uploadData[key] } } } } // 定義一個工廠創建upload對象,如果其內部狀態實例對象存在直接返回,反之創建保存並返回。 class UploadFactory { static createFlyWeightObjs = {} static create(uploadType) { if (this.createFlyWeightObjs[uploadType]) { return this.createFlyWeightObjs[uploadType] } return this.createFlyWeightObjs[uploadType] = new Upload(uploadType) } } // 開始加載 const startUpload = (uploadType, files)=>{ for (let i = 0, file; file = files[i++];) { uploadManager.add(++id, uploadType, file.fileName, file.fileSize) } } startUpload('plugin', [ {fileName: '1.txt',fileSize: 1000}, {fileName: '2.html',fileSize: 3000}, {fileName: '3.txt',fileSize: 5000} ]); startUpload('flash', [ {fileName: '4.txt',fileSize: 1000}, {fileName: '5.html',fileSize: 3000}, {fileName: '6.txt',fileSize: 5000} ]);
17.職責鏈模式
- 職責鏈模式的定義是:使用多個對象都有機會處理請求,從而避免請求的發送者和接收者之間的耦合關系,將這些對象鏈成一條鏈,並沿著這條鏈傳遞該請求,知道有一個對象處理它為止。
優點
- 降低耦合度,它將請求的發送者和接收者解耦。
- 簡化瞭對象,使得對象不需要知道鏈的結構。
- 增強給對象指派職責的靈活性。通過改變鏈內的成員或者調動它們的次序,允許動態地新增或者刪除責任。
缺點
- 不能保證每一條請求都一定被接收。
- 系統性能將受到一定影響,而且在進行代碼調試時不太方便,可能會造成循環調用。
- 可能不容易觀察運行時的特征,有礙於排除問題。
例子
- 假設我們負責一個手機售賣的電商網站,分別繳納500元和200元定金的兩輪預訂後,會分別收到100元和50元的優惠券,而沒有支付定金的則視為普通購買,沒有優惠券,並且在庫存有限的情況下也無法保證能購買到。
class Order500 { constructor(){ this.orderType = 1 } handle(orderType, pay, stock){ if(orderType === this.orderType&&pay){ console.log('500元定金預約,得到100元優惠券') }else { return 'nextSuccessor' } } } class Order200 { constructor(){ this.orderType = 2 } handle(orderType, pay, stock){ if(orderType === this.orderType&&pay){ console.log('200元訂金預約,得到50元優惠卷') }else { return 'nextSuccessor' } } } class OrderNormal { constructor(){ this.stock = 0 } handle(orderType, pay, stock){ if (stock > this.stock) { console.log('普通購買,無優惠卷') } else { console.log('手機庫存不足') } } } class Chain { constructor(order){ this.order = order this.successor = null } setNextSuccessor(successor){ return this.successor = successor } passRequest(...val){ const ret = this.order.handle.apply(this.order,val) if(ret === 'nextSuccessor'){ return this.successor&&this.successor.passRequest.apply(this.successor,val) } return ret } } console.log(new Order500()) var chainOrder500 = new Chain( new Order500() ); var chainOrder200 = new Chain( new Order200() ); var chainOrderNormal = new Chain( new OrderNormal() ); chainOrder500.setNextSuccessor( chainOrder200 ); chainOrder200.setNextSuccessor( chainOrderNormal ); chainOrder500.passRequest( 1, true, 500 ); // 輸出:500 元定金預購,得到 100 優惠券 chainOrder500.passRequest( 2, true, 500 ); // 輸出:200 元定金預購,得到 50 優惠券 chainOrder500.passRequest( 3, true, 500 ); // 輸出:普通購買,無優惠券 chainOrder500.passRequest( 1, false, 0 ); // 輸出:手機庫存不足
18.中介模式
- 中介者模式的作用就是解除對象與對象之間的緊密耦合關系。增加一個中介者對象之後,所有相關對象都通過中介者對象來通信,而不是相互引用,所以當一個對象發生改變時,隻需要通過中介者對象即可。中介者使各對象之間耦合松散,而且可以獨立改變他們之間的交互。中介者模式使網狀的多對多關系變成瞭相對簡單的一對多關系。
優點
- 降低瞭類的復雜度,將一對多轉化成瞭一對一。各個類之間的解耦。
缺點
- 當中介者變得龐大復雜,導致難以維護。
例子
// html----------- 選擇顏色:<select name="" id="colorSelect"> <option value="">請選擇</option> <option value="red">紅色</option> <option value="blue">藍色</option> </select> <br /> 選擇內存:<select name="" id="memorySelect"> <option value="">請選擇</option> <option value="32G">32G</option> <option value="63G">64G</option> </select> <br /> 輸入購買數量:<input type="text" id="numberInput" /> <br /> <div>你選擇瞭顏色:<span id="colorInfo"></span></div> <div>你選擇瞭內存:<span id="memoryInfo"></span></div> <div>你選擇瞭數量:<span id="numberInfo"></span></div> <button id="nextBtn" disabled="true">請選擇手機顏色和購買數量</button> // js ------------------- const goods = { "red|32G": 3, "red|16G": 0, "blue|32G": 1, "blue|16G": 6 }, colorSelect = document.getElementById('colorSelect'), memorySelect = document.getElementById('memorySelect'), numberInput = document.getElementById('numberInput'), colorInfo = document.getElementById('colorInfo'), memoryInfo = document.getElementById('memoryInfo'), numberInfo = document.getElementById('numberInfo'), nextBtn = document.getElementById('nextBtn'), mediator = (function () { return { changed(obj) { const color = colorSelect.value, memory = memorySelect.value, number = numberInput.value, stock = goods[`${color}|${memory}`] if (obj === colorSelect) { colorInfo.innerHTML = color } else if (obj === memorySelect) { memoryInfo.innerHTML = memory } else if (obj === numberInput) { numberInfo.innerHTML = number } if (!color) { nextBtn.disabled = true nextBtn.innerHTML = '請選擇手機顏色' return } if (!memory) { nextBtn.disabled = true nextBtn.innerHTML = '請選擇內存大小' return } if (Number.isInteger(number - 0) && number < 1) { nextBtn.disabled = true nextBtn.innerHTML = '請輸入正確的購買數量' return } nextBtn.disabled = false nextBtn.innerHTML = '放入購物車' } } })() colorSelect.onchange = function () { mediator.changed(this) } memorySelect.onchange = function () { mediator.changed(this) } numberInput.oninput = function () { mediator.changed(this) }
19.原型模式
- 原型模式是指原型實例指向創建對象的種類,通過拷貝這些原型來創建新的對象,說白瞭就是克隆自己,生成一個新的對象。
優點
- 不再依賴構造函數或者類創建對象,可以將這個對象作為一個模板生成更多的新對象。
缺點
- 對於包含引用類型值的屬性來說,所有實例在默認的情況下都會取得相同的屬性值。
例子
const user = { name:'小明', age:'30', getInfo(){ console.log(`姓名:${this.name},年齡:${this.age}`) } } const xiaozhang = Object.create(user) xiaozhang.name = '小張' xiaozhang.age = 18 xiaozhang.getInfo() // 姓名:小張,年齡:18 user.getInfo() // 姓名:小明,年齡:30
20.備忘錄模式
- 備忘錄模式就是在不破壞封裝的前提下,捕獲一個對象內部狀態,並在該對象之外保存這個狀態,以保證以後可以將對象恢復到原先的狀態。
優點
- 給用戶提供瞭一種可以恢復狀態的機制,可以使用戶能夠比較方便地回到某個歷史的狀態。
- 實現瞭信息的封裝,使得用戶不需要關心狀態的保存細節。
缺點
- 如果類的成員變量過多,勢必會占用比較大的資源,而且每一次保存都會消耗一定的內存。
例子
// 棋子 class ChessPieces { constructor(){ this.chess = {} } // 獲取棋子 getChess(){ return this.chess } } // 記錄棋路 class Record { constructor(){ this.chessTallyBook = [] // 記錄棋路 } recordTallyBook(chess){ // console.log(this.chessTallyBook.includes(chess)) const isLoadtion = this.chessTallyBook.some( item=>item.location === chess.location ) if(isLoadtion){ console.log(`${chess.type},${chess.location}已存在其他棋子`) }else { this.chessTallyBook.push(chess) } // this.chessTallyBook.some(item=>item.location === chess.location) } getTallyBook(){ return this.chessTallyBook.pop() } } // 下棋規則 class ChessRule { constructor(){ this.chessInfo = {} } playChess(chess){ this.chessInfo = chess } getChess(){ return this.chessInfo } // 記錄棋路 recordTallyBook(){ return new ChessPieces(this.chessInfo) } // 悔棋 repentanceChess(chess){ this.chessInfo = chess.getTallyBook() } } const chessRule = new ChessRule() const record = new Record() chessRule.playChess({ type:'黑棋', location:'X10,Y10' }) record.recordTallyBook(chessRule.getChess())//記錄棋路 chessRule.playChess({ type:'白棋', location:'X11,Y10' }) record.recordTallyBook(chessRule.getChess())//記錄棋路 chessRule.playChess({ type:'黑棋', location:'X11,Y11' }) record.recordTallyBook(chessRule.getChess())//記錄棋路 chessRule.playChess({ type:'白棋', location:'X12,Y10' }) console.log(chessRule.getChess())//{type:'白棋',location:'X12,Y10'} chessRule.repentanceChess(record) // 悔棋 console.log(chessRule.getChess())//{type:'黑棋',location:'X11,Y11'} chessRule.repentanceChess(record) // 悔棋 console.log(chessRule.getChess())//{type:'白棋',location:'X11,Y10'}
21.橋接模式
- 橋接模式是指將抽象部分與它的實現部分分離,使它們各自獨立的變化,通過使用組合關系代替繼承關系,降低抽象和實現兩個可變維度的耦合度。
優點
- 抽象和實現的分離。優秀的擴展能力。實現細節對客戶透明。
缺點
- 橋接模式的引入會增加系統的理解與設計難度,由於聚合關聯關系建立在抽象層,要求開發者針對抽象進行設計與編程。
例子
- 比如我們所用的手機,蘋果的iphoneX,和華為的mate40,品牌和型號就是它們共同的抽象部分,可以把他們單獨提取出來。
class Phone { constructor(brand,modle){ this.brand = brand this.modle = modle } showPhone(){ return `手機的品牌:${this.brand.getBrand()},型號${this.modle.getModle()}` } } class Brand { constructor(brandName){ this.brandName = brandName } getBrand(){ return this.brandName } } class Modle { constructor(modleName){ this.modleName = modleName } getModle(){ return this.modleName } } const phone = new Phone(new Brand('華為'),new Modle('mate 40')) console.log(phone.showPhone())
22.訪問者模式
- 訪問者模式是將數據的操作和數據的結構進行分離,對數據中各元素的操作封裝獨立的類,使其在不改變數據結構情況下擴展新的數據。
優點
- 符合單一職責原則。具有優秀的擴展性和靈活性。
缺點
- 違反瞭依賴倒置原則,依賴瞭具體類,沒有依賴抽象。
例子
class Phone { accept() { throw new Error('子類的accept必須被重寫') } } class Mata40Pro extends Phone { accept() { const phoneVisitor = new PhoneVisitor() return phoneVisitor.visit(this) } } class IPhone13 extends Phone { accept() { const phoneVisitor = new PhoneVisitor() return phoneVisitor.visit(this) } } // 訪問者類 class PhoneVisitor { visit(phone) { if (phone.constructor === IPhone13) { return { os: 'ios', chip: 'A15仿生芯片', screen: '電容屏' } } else if (phone.constructor === Mata40Pro) { return { os: 'HarmonyOS', chip: 'Kirin 9000', GPUType: 'Mali-G78', port: 'type-c' } } } } const mata40Pro = new Mata40Pro() console.log(mata40Pro.accept())
23.解釋器模式
- 解釋器模式提供瞭評估語言的語法或表達式的方式,它屬於行為型模式。這種模式實現瞭一個表達式接口該接口,該接口解釋一個特定的上下文。
優點
- 可擴展性比較好,靈活。增加瞭新的解釋表達式的方式。
缺點
- 可利用場景比較少,在web開發中幾乎不可見。對於復雜的環境比較難維護。
- 解釋器模式會引起類膨脹。它還采用遞歸調用方法,沒控制好可能會導致崩潰。
例子
class TerminalExpression { constructor(data) { this.data = data } interpret(context) { if (context.indexOf(this.data) > -1) { return true; } return false; } } class OrExpression { constructor(expr1, expr2) { this.expr1 = expr1; this.expr2 = expr2; } interpret(context) { return this.expr1.interpret(context) || this.expr2.interpret(context); } } class AndExpression { constructor(expr1, expr2) { this.expr1 = expr1; this.expr2 = expr2; } interpret(context) { return this.expr1.interpret(context) && this.expr2.interpret(context); } } class InterpreterPatternDemo { static getMaleExpression() { const robert = new TerminalExpression("小明"); const john = new TerminalExpression("小龍"); return new OrExpression(robert, john); } static getMarriedWomanExpression() { const julie = new TerminalExpression("張三"); const married = new TerminalExpression("小紅"); return new AndExpression(julie, married); } static init(args) { const isMale = this.getMaleExpression(); const isMarriedWoman = this.getMarriedWomanExpression(); console.log(`小龍是男性?${isMale.interpret("小龍")}`) console.log(`小紅是一個已婚婦女?${isMarriedWoman.interpret("小紅 張三")}`) } } InterpreterPatternDemo.init()
總結
- 以上是我歷時將近一個月的學習總結,然而一個月的時間是遠遠不夠的,在寫完這篇文章後,依舊對某些設計模式的應用場景缺乏瞭解。設計模式是要長時間深入研究的知識點,需要結合實際的場景去練習模仿,不斷的去思考。另外由於js的特性,很多設計模式在js中是殘缺的,非完全體的,強行用js去模仿傳統的設計模式顯的有點雞肋。但是隨著typescript的出現,設計模式在ts中可以無限接近傳統的設計模式,後續計劃寫一篇ts版本的設計模式博客。
- 本片文章學習來源:
- 書籍《JavaScript設計模式與開發實踐》
- 雙越老師的:《Javascript 設計模式系統講解與應用》
- 以及百度搜索借鑒的各種案例
以上就是javascript的23種設計模式總結大全的詳細內容,更多關於javascript設計模式的資料請關註WalkonNet其它相關文章!