JavaScript常用设计模式总结

JavaScript常用设计模式总结

设计模式的作用

设计模式的作用是让人们写出可复用和可维护性高的程序。

1、单例模式

单例模式的定义是: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。

实现简单的单例模式

var Singleton = function (name) {
    this.name = name;
    this.instance = null;
}
Singleton.prototype.getName = function () {
    return this.name;
}
Singleton.getInstance = function (name) {
    if (!this.instance) {
        this.instance = new Singleton(name);
    }
    return this.instance;
}

// 或者
var Singleton = function (name) {
    this.name = name;
}
Singleton.prototype.getName = function () {
    return this.name;
}
Singleton.getInstance = (function () {
    var instance = null;
    return function (name) {
        if (!instance) {
            instance = new Singleton (name);
        }
        return instance;
    }
})();

// 测试
var s1 = Singleton.getInstance('liaoxiaoxin');
var s2 = Singleton.getInstance('liaoxiaowu');
console.log(s1 === s2); // true
console.log(s1.getName()); // liaoxiaoxin
console.log(s2.getName()); // liaoxiaoxin

完整单例模式实例

创建一个登录弹窗

var getSingle = function (fn) {
    var result;
    return function () {
        return result || (result = fn.apply(this, arguments));
    }
}

var createLoginLayer = function () {
    var div = document.createElement('div');
    div.innerHTML = '我是登录浮窗';
    div.style.display = 'none';
    document.body.appendChild(div);
    return div;
};

// 测试
var createSingleLoginLayer = getSingle(createLoginLayer);

2、策略模式

策略模式的定义是: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。

示例:很多公司的年终奖是根据员工的工资基数和年底绩效情况来发放的。例如,绩效为S 的人年终奖有4 倍工资,绩效为A 的人年终奖有3 倍工资,而绩效为B 的人年终奖是2 倍工资。假设财务部要求我们提供一段代码,来方便他们计算员工的年终奖。

初始版本代码

var calculateBonus = function (performanceLevel, salary) {
    if (performanceLevel === 'S') {
        return salary * 4;
    }
    if (performanceLevel === 'A') {
        return salary * 3;
    }
    if (performanceLevel === 'B') {
        return salary * 2;
    }
};
calculateBonus('S', 10000); // 40000
calculateBonus('B', 10000); // 20000

最初版本代码的缺点:

  1. 代码中包含很多条件语句
  2. 代码耦合性太高,违反了开发-封闭原则
  3. 可复用性和可扩展性太差

使用组合函数重构代码

var performanceS = function (salary) {
    return salary * 4;
};
var performanceA = function (salary) {
    return salary * 3;
};
var performanceB = function (salary) {
    return salary * 2;
};

var calculateBonus = function (performanceLevel, salary) {
    if (performanceLevel === 'S') {
        return performanceS(salary);
    }
    if (performanceLevel === 'A') {
        return performanceA(salary);
    }
    if (performanceLevel === 'B') {
        return performanceB(salary);
    }
};
calculateBonus('A', 10000); // 30000

使用组合函数重构的代码,较初始版本有一定的改善,但是可复用性和可扩展性依然没有解决

使用策略模式重构代码

策略模式指的是定义一系列的算法,把它们一个个封装起来。将不变的部分和变化的部分隔开是每个设计模式的主题,策略模式也不例外,策略模式的目的就是将算法的使用与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。

模拟传统面向对象语言实现方式

// 实现策略类(具体算法)
var PerformanceS = function () { };
PerformanceS.prototype.calculate = function (salary) {
    return salary * 4;
};

var PerformanceA = function () { };
PerformanceA.prototype.calculate = function (salary) {
    return salary * 3;
};

var PerformanceB = function () { };
PerformanceB.prototype.calculate = function (salary) {
    return salary * 2;
};

// 实现环境类(使用算法)
var Bonus = function () {
    this.salary = null; // 原始工资
    this.strategy = null; // 绩效等级对应的策略对象
};
Bonus.prototype.setSalary = function (salary) {
    this.salary = salary; // 设置员工的原始工资
};
Bonus.prototype.setStrategy = function (strategy) {
    this.strategy = strategy; // 设置员工绩效等级对应的策略对象
};
Bonus.prototype.getBonus = function () { // 取得奖金数额
    return this.strategy.calculate(this.salary); // 把计算奖金的操作委托给对应的策略对象
};

// 使用算法
var bonus = new Bonus();
bonus.setSalary(10000);
bonus.setStrategy(new PerformanceS()); // 设置策略对象
console.log(bonus.getBonus()); // 输出:40000
bonus.setStrategy(new PerformanceA()); // 设置策略对象
console.log(bonus.getBonus()); // 输出:30000

JavaScript版本的策略模式

实际上在JavaScript语言中,函数也是对象,所以更简单和直接的做法是把strategy直接定义为函数,具体代码如下:

// 策略类
var strategies = {
    "S": function (salary) {
        return salary * 4;
    },
    "A": function (salary) {
        return salary * 3;
    },
    "B": function (salary) {
        return salary * 2;
    }
};

// 环境类
var calculateBonus = function (level, salary) {
    return strategies[level](salary);
};
console.log(calculateBonus('S', 20000)); // 输出:80000
console.log(calculateBonus('A', 10000)); // 输出:30000


// 使用高阶函数版本
var S = function (salary) {
    return salary * 4;
};
var A = function (salary) {
    return salary * 3;
};
var B = function (salary) {
    return salary * 2;
};
var calculateBonus = function (func, salary) {
    return func(salary);
};
calculateBonus(S, 10000); // 输出:40000

经过改造,代码的结构变得更加简洁,而且代码的可扩展性更强了

使用策略模式重构表达校验

<form action="" id="registerForm" method="post">
    请输入用户名:<input type="text" name="userName"/ >
    请输入密码:<input type="text" name="password"/ >
    请输入手机号码:<input type="text" name="phoneNumber"/ >
    <button>提交</button>
</form>
// 策略类
var strategies = {
    isNonEmpty: function (value, errorMsg) { // 不为空
        if (value === '') {
            return errorMsg;
        }
    },
    minLength: function (value, length, errorMsg) { // 限制最小长度
        if (value.length < length) {
            return errorMsg;
        }
    },
    isMobile: function (value, errorMsg) { // 手机号码格式
        if (!/(^1[3|5|8][0-9]{9}$)/.test(value)) {
            return errorMsg;
        }
    }
};

// 环境类
var Validator = function () {
    this.cache = []; // 保存校验规则
};
Validator.prototype.add = function (dom, rule, errorMsg) {
    var arr = rule.split(':'); // 把strategy 和参数分开
    this.cache.push(function () { // 把校验的步骤用空函数包装起来,并且放入cache
        var strategy = arr.shift(); // 用户挑选的strategy
        arr.unshift(dom.value); // 把input 的value 添加进参数列表
        arr.push(errorMsg); // 把errorMsg 添加进参数列表
        return strategies[strategy].apply(dom, arr);
    });
};
Validator.prototype.start = function () {
    for (var i = 0, validatorFunc; validatorFunc = this.cache[i++];) {
        var msg = validatorFunc(); // 开始校验,并取得校验后的返回信息
        if (msg) { // 如果有确切的返回值,说明校验没有通过
            return msg;
        }
    }
};

// 用法
var validataFunc = function () {
    var validator = new Validator(); // 创建一个validator 对象
    /***************添加一些校验规则****************/
    validator.add(registerForm.userName, 'isNonEmpty', '用户名不能为空');
    validator.add(registerForm.password, 'minLength:6', '密码长度不能少于6位');
    validator.add(registerForm.phoneNumber, 'isMobile', '手机号码格式不正确');
    var errorMsg = validator.start(); // 获得校验结果
    return errorMsg; // 返回校验结果
}

var registerForm = document.getElementById('registerForm');
registerForm.onsubmit = function () {
    var errorMsg = validataFunc(); // 如果errorMsg 有确切的返回值,说明未通过校验
    if (errorMsg) {
        alert(errorMsg);
        return false; // 阻止表单提交
    }
};

上面实现的代码有一个不足之处:一个文本输入框只能对应一种校验规则,比如,用户名输入框只能校验输入是否为空:

给某个文本输入框添加多种校验规则

/***********************策略对象**************************/
var strategies = {
    isNonEmpty: function (value, errorMsg) {
        if (value === '') {
            return errorMsg;
        }
    },
    minLength: function (value, length, errorMsg) {
        if (value.length < length) {
            return errorMsg;
        }
    },
    isMobile: function (value, errorMsg) {
        if (!/(^1[3|5|8][0-9]{9}$)/.test(value)) {
            return errorMsg;
        }
    }
};

/***********************Validator 类**************************/
var Validator = function () {
    this.cache = [];
};
Validator.prototype.add = function (dom, rules) {
    var self = this;
    for (var i = 0, rule; rule = rules[i++];) {
        (function (rule) {
            var strategyArr = rule.strategy.split(':');
            var errorMsg = rule.errorMsg;
            self.cache.push(function () {
                var strategy = strategyArr.shift();
                strategyArr.unshift(dom.value);
                strategyArr.push(errorMsg);
                return strategies[strategy].apply(dom, strategyArr);
            });
        })(rule)
    }
};
Validator.prototype.start = function () {
    for (var i = 0, validatorFunc; validatorFunc = this.cache[i++];) {
        var errorMsg = validatorFunc();
        if (errorMsg) {
            return errorMsg;
        }
    }
};

/***********************客户调用代码**************************/
var registerForm = document.getElementById('registerForm');
var validataFunc = function () {
    var validator = new Validator();
    validator.add(registerForm.userName, [{
        strategy: 'isNonEmpty',
        errorMsg: '用户名不能为空'
    }, {
        strategy: 'minLength:6',
        errorMsg: '用户名长度不能小于6位'
    }]);
    validator.add(registerForm.password, [{
        strategy: 'isNonEmpty',
        errorMsg: '密码不能为空'
    }, {
        strategy: 'minLength:6',
        errorMsg: '密码长度不能小于6位'
    }]);
    validator.add(registerForm.phoneNumber, [{
        strategy: 'isNonEmpty',
        errorMsg: '手机号码不能为空'
    }, {
        strategy: 'isMobile',
        errorMsg: '手机号码格式不正确'
    }]);
    var errorMsg = validator.start();
    return errorMsg;
}

registerForm.onsubmit = function () {
    var errorMsg = validataFunc();
    if (errorMsg) {
        alert(errorMsg);
        return false;
    }
};

使用策略模式重构表单校验demo

3、代理模式

代理模式是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。

小明追妹纸的故事:在四月一个晴朗的早晨,小明遇见了他的百分百女孩,我们暂且称呼小明的女神为A。两天之后,小明决定给A 送一束花来表白。刚好小明打听到A 和他有一个共同的朋友B,于是内向的小明决定让B 来代替自己完成送花这件事情。

不使用代理模式的情况

var Flower = function () { };
var xiaoming = {
    sendFlower: function (target) {
        var flower = new Flower();
        target.receiveFlower(flower);
    }
};
var A = {
    receiveFlower: function (flower) {
        console.log('收到花 ' + flower);
    }
};
xiaoming.sendFlower(A);

使用代理模式

我们引入代理B,即小明通过B 来给A 送花,假设当A 在心情好的时候收到花,小明表白成功的几率有60%,而当A 在心情差的时候收到花,小明表白的成功率无限趋近于0。小明跟A 刚刚认识两天,还无法辨别A 什么时候心情好。如果不合时宜地把花送给A,花被直接扔掉的可能性很大,这束花可是小明吃了7 天泡面换来的。但是A 的朋友B 却很了解A,所以小明只管把花交给B,B 会监听A 的心情变化,然后选择A 心情好的时候把花转交给A

var Flower = function () { };
var xiaoming = {
    sendFlower: function (target) {
        var flower = new Flower();
        target.receiveFlower(flower);
    }
};
var B = {
    receiveFlower: function (flower) {
        A.listenGoodMood(function () { // 监听A 的好心情
            A.receiveFlower(flower);
        });
    }
};
var A = {
    receiveFlower: function (flower) {
        console.log('收到花 ' + flower);
    },
    listenGoodMood: function (fn) {
        setTimeout(function () { // 假设10 秒之后A 的心情变好
            fn();
        }, 10000);
    }
};
xiaoming.sendFlower(B);

保护代理和虚拟代理

代理B 可以帮助A过滤掉一些请求,比如送花的人中年龄太大的或者没有宝马的,这种请求就可以直接在代理B处被拒绝掉。这种代理叫作保护代理。A 和B 一个充当白脸,一个充当黑脸。白脸A 继续保持良好的女神形象,不希望直接拒绝任何人,于是找了黑脸B 来控制对A 的访问。

假设现实中的花价格不菲,导致在程序世界里,new Flower 也是一个代价昂贵的操作,那么我们可以把new Flower 的操作交给代理B 去执行,代理B 会选择在A 心情好时再执行new Flower,这是代理模式的另一种形式,叫作虚拟代理。虚拟代理把一些开销很大的对象,延迟到真正需要它的时候才去创建。

// 使用虚拟代理
var Flower = function () { };
var xiaoming = {
    sendFlower: function (target) {
        target.receiveFlower();
    }
};
var B = {
    receiveFlower: function () {
        A.listenGoodMood(function () { // 监听A 的好心情
            var flower = new Flower(); // 延迟创建flower 对象
            A.receiveFlower(flower);
        });
    }
};
var A = {
    receiveFlower: function (flower) {
        console.log('收到花 ' + flower);
    },
    listenGoodMood: function (fn) {
        setTimeout(function () { // 假设10 秒之后A 的心情变好
            fn();
        }, 10000);
    }
};
xiaoming.sendFlower(B);

保护代理用于控制不同权限的对象对目标对象的访问,但在JavaScript 并不容易实现保护代理,因为我们无法判断谁访问了某个对象。而虚拟代理是最常用的一种代理模式

虚拟代理实现图片预加载

在Web 开发中,图片预加载是一种常用的技术,如果直接给某个img 标签节点设置src 属性,由于图片过大或者网络不佳,图片的位置往往有段时间会是一片空白。常见的做法是先用一张loading 图片占位,然后用异步的方式加载图片,等图片加载好了再把它填充到img 节点里,这种场景就很适合使用虚拟代理。

不使用虚拟代理加载图片

var myImage = (function () {
    var imgNode = document.createElement('img');
    document.body.appendChild(imgNode);
    return {
        setSrc: function (src) {
            imgNode.src = src;
        }
    }
})();

myImage.setSrc('https://pic1.zhimg.com/v2-0391689010c83495ba3923cd04c71206_1200x500.jpg');

不使用虚拟代理预加载图片

var myImage = (function () {
    var imgNode = document.createElement('img');
    document.body.appendChild(imgNode);
    var image = new Image();
    image.onload = function () {
        imgNode.src = image.src;
    };
    return {
        setSrc: function (src) {
            imgNode.src = 'E:/demo/liaolongdong.github.io/assets/img/profile.png';
            image.src = src;
        }
    }
})();
myImage.setSrc('https://pic1.zhimg.com/v2-0391689010c83495ba3923cd04c71206_1200x500.jpg');

使用虚拟代理预加载图片

var myImage = (function () {
    var imgNode = document.createElement('img');
    document.body.appendChild(imgNode);
    return {
        setSrc: function (src) {
            imgNode.src = src;
        }
    }
})();

// 使用虚拟代理预加载图片
var proxyImage = (function () {
    var image = new Image();
    image.onload = function () {
        myImage.setSrc(this.src);
    }
    return {
        setSrc: function (src) {
            myImage.setSrc('E:/demo/liaolongdong.github.io/assets/img/profile.png');
            image.src = src;
        }
    }
})();
proxyImage.setSrc('https://pic1.zhimg.com/v2-0391689010c83495ba3923cd04c71206_1200x500.jpg');

proxyImage 控制了客户对myImage 的访问,并且在此过程中加入一些额外的操作,比如在真正的图片加载好之前,先把img 节点的src 设置为一张本地的loading 图片。

单一职责原则指的是,就一个类(通常也包括对象和函数等)而言,应该仅有一个引起它变化的原因。

实际上,我们需要的只是给img 节点设置src,预加载图片只是一个锦上添花的功能。如果能把这个操作放在另一个对象里面,自然是一个非常好的方法。于是代理的作用在这里就体现出来了,代理负责预加载图片,预加载的操作完成之后,把请求重新交给本体MyImage。

把代理对象和本体对象改为一个函数(函数也是对象),函数必然都能被执行,则可以认为它们也具有一致的“接口”

var myImage = (function () {
    var imgNode = document.createElement('img');
    document.body.appendChild(imgNode);
    return function (src) {
        imgNode.src = src;
    }
})();

var proxyImage = (function () {
    var image = new Image();
    image.onload = function () {
        myImage(this.src);
    }
    return function (src) {
        myImage('E:/demo/liaolongdong.github.io/assets/img/profile.png');
        image.src = src;
    }
})();

proxyImage('https://pic1.zhimg.com/v2-0391689010c83495ba3923cd04c71206_1200x500.jpg');

使用代理模式实现图片预加载demo

缓存代理

缓存代理可以为一些开销大的运算结果提供暂时的存储,在下次运算时,如果传递进来的参数跟之前一致,则可以直接返回前面存储的运算结果。

不使用缓存代理计算乘积

// 不使用缓存代理计算乘积
var multiply = function () {
    var args = arguments;
    var res = 1;
    for (var i = 0, len = arguments.length; i < len; i++) {
        res = res * arguments[i];
    }
    return res;
};
console.log(multiply(2, 3)); // 6
console.log(multiply(2, 3, 4)); // 24

加入缓存代理计算乘积

// 使用缓存代理计算乘积
var multiply = function () {
    var args = arguments;
    var res = 1;
    for (var i = 0, len = arguments.length; i < len; i++) {
        res = res * arguments[i];
    }
    return res;
};

var proxyMultiply = (function () {
    var cache = {}; // 缓存计算过的参数对应的值
    return function () {
        var args = [].join.call(arguments, ',');
        if (args in cache) {
            console.log('cache value');
            return cache[args];
        }
        return cache[args] = multiply.apply(this, arguments);
    }
})();

console.log(proxyMultiply(2, 3, 4)); // 24
console.log(proxyMultiply(2, 3, 4)); // cache value
console.log(proxyMultiply(2, 3, 4, 5)); // 120

传入相同计算参数时,只有第一次调用了multiply计算方法,后面调用直接从缓存中取值。通过增加缓存代理的方式,multiply函数可以继续专注于自身的职责——计算乘积,缓存的功能 是由代理对象实现的。

用高阶函数动态创建代理

通过传入高阶函数这种更加灵活的方式,可以为各种计算方法创建缓存代理。

/**************** 计算乘积 *****************/
var mult = function () {
    var a = 1;
    for (var i = 0, l = arguments.length; i < l; i++) {
        a = a * arguments[i];
    }
    return a;
};
/**************** 计算加和 *****************/
var plus = function () {
    var a = 0;
    for (var i = 0, l = arguments.length; i < l; i++) {
        a = a + arguments[i];
    }
    return a;
};

/**************** 创建缓存代理的工厂 *****************/
var createProxyFactory = function (fn) {
    var cache = {}; // 缓存计算过的参数对应的值
    return function () {
        var args = [].join.call(arguments, ',');
        if (args in cache) {
            console.log('cache value');
            return cache[args];
        }
        return cache[args] = fn.apply(this, arguments);
    }
};

var multProxy = createProxyFactory(mult);
var plusProxy = createProxyFactory(plus);

console.log(multProxy(1, 2, 3, 4)); // 24
console.log(multProxy(1, 2, 3, 4)); // cache value 24
console.log(plusProxy(1, 2, 3, 4)); // 10
console.log(plusProxy(1, 2, 3, 4)); // cache value 10

代理模式包括许多小分类,在JavaScript 开发中最常用的是虚拟代理和缓存代理。

4、迭代器模式

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。迭代器模式可以把迭代的过程从业务逻辑中分离出来,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。

迭代器模式无非就是循环访问聚合对象中的各个元素。

// jQuery中的$.each函数
$.each([1, 2, 3], function (i, n) {
    console.log('当前下标为:', i);
    console.log('当前值为:', n);
});

// 自己实现一个each函数
var each = function (arr, callback) {
    for (var i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {
        callback(i, arr[i], arr);
        // callback.call(this, i, arr[i]);
    }
}
each([1, 2, 3, 5], function (i, n) {
    console.log('当前下标为:', i);
    console.log('当前值为:', n);
});

内部迭代器

编写的each 函数属于内部迭代器,each 函数的内部已经定义好了迭代规则,它完全接手整个迭代过程,外部只需要一次初始调用。

现在有个需求,要判断2 个数组里元素的值是否完全相等

var each = function (arr, callback) {
    for (var i = 0, len = arr.length; i < len; i++) {
        callback(i, arr[i], arr);
        // callback.call(this, i, arr[i]);
    }
}

var compareArr = function (arr1, arr2) {
    if (arr1.length !== arr2.length) {
        throw new Error('arr1和arr2不相等');
    }
    each(arr1, function (i, n) {
        if (n !== arr2[i]) {
            throw new Error('arr1和arr2不相等');
        }
    });
    // arr1和arr2相等
    return true;
}

// 测试
var arr1 = [1, 2, 3, 4];
var arr2 = [1, 2, 3, 4];
compareArr(arr1, arr2); // true

外部迭代器

外部迭代器必须显式地请求迭代下一个元素。

外部迭代器增加了一些调用的复杂度,但相对也增强了迭代器的灵活性,我们可以手工控制 迭代的过程或者顺序。

// 编写外部迭代器
var Iterator = function (obj) {
    var current = 0;

    // 执行下一步
    var next = function () {
        current++;
    }

    // 判断是否执行完
    var isDone = function () {
        return current >= obj.length;
    }

    // 获取当前迭代的值
    var getCurItem = function () {
        return obj[current];
    }

    return {
        next: next,
        isDone: isDone,
        getCurItem: getCurItem
    }
}

// 修改compareArr函数
var compareArr = function (iterator1, iterator2) {
    while (!iterator1.isDone() && !iterator2.isDone()) {
        if (iterator1.getCurItem() !== iterator2.getCurItem()) {
            throw Error('iterator1和iterator2不相等');
        }
        iterator1.next();
        iterator2.next();
    }
    console.log('iterator1和iterator2相等');
}

var iterator1 = Iterator([1, 2,, 3, 4]);
var iterator2 = Iterator([1, 2,, 3, 4]);

compareArr(iterator1, iterator2);

外部迭代器虽然调用方式相对复杂,但它的适用面更广,也能满足更多变的需求。内部迭代器和外部迭代器在实际生产中没有优劣之分,究竟使用哪个要根据需求场景而定。

中止迭代器

迭代器可以像普通for 循环中的break 一样,提供一种跳出循环的方法。

var each = function (arr, callback) {
    for (var i = 0, l = arr.length; i < l; i++) {
        if (callback(i, arr[i]) === false) { // callback 的执行结果返回false,提前终止迭代
            break;
        }
    }
};
each([1, 2, 3, 4, 5], function (i, n) {
    if (n > 3) { // n 大于3 的时候终止循环
        return false;
    }
    console.log(n); // 分别输出:1, 2, 3
});

这里提一个问题,我们如何中止数组forEach方法呢?

var arr = [1, 2, 3, 4, 5];
arr.forEach(function (v, i) {
    console.log('中止之前:', v); // 输出:1 2 3 4 5
    if (v > 3) {
        // return false;
        throw Error('中止遍历');
    }
    // console.log('中止之后:', v); // 输出:1 2 3
});
// 抛出错误以后下代码不会继续执行
console.log(arr);

使用抛出错误的方式跳出循环会阻止后面代码的运行,我们可以使用try-catch来捕获异常,继续执行抛出错误以后需要执行的代码

try {
    var arr = [1, 2, 3, 4, 5];
    arr.forEach(function (v, i) {
        console.log('中止之前:', v); // 输出:1 2 3 4 5
        if (v > 3) {
            // return false;
            throw Error('中止遍历');
        }
        // console.log('中止之后:', v); // 输出:1 2 3
    });
} catch (e) {
    console.log('捕获的错误信息:', e);
}
// 抛出错误以后下代码会继续执行
console.log(arr);

5、发布订阅模式

发布—订阅模式又叫观察者模式,它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,所有依赖于它的对象都将得到通知。在JavaScript 开发中,我们一般用事件模型来替代传统的发布—订阅模式。

自定义事件

售楼示例:

现在看看如何一步步实现发布—订阅模式。

  1. 首先要指定好谁充当发布者(比如售楼处);
  2. 然后给发布者添加一个缓存列表,用于存放回调函数以便通知订阅者(售楼处的花名册);
  3. 最后发布消息的时候,发布者会遍历这个缓存列表,依次触发里面存放的订阅者回调函数(遍历花名册,挨个发短信)。

另外,我们还可以往回调函数里填入一些参数,订阅者可以接收这些参数。这是很有必要的,比如售楼处可以在发给订阅者的短信里加上房子的单价、面积、容积率等信息,订阅者接收到这些信息之后可以进行各自的处理。

实现一个最简单的发布—订阅模式

// 定义售楼处
var salesOffices = {};

// 缓存列表,存放订阅者的回调函数
salesOffices.clientList = [];

// 增加订阅者
salesOffices.listen = function (fn) {
    // 把订阅者消息添加进缓存列表
    this.clientList.push(fn);
}

// 发布消息
salesOffices.trigger = function () {
    for (var i = 0, fn; fn = this.clientList[i++];) {
        // arguments是发布消息时带上的参数
        fn.apply(this, arguments); 
    }
}

// 测试
salesOffices.listen(function (price, squareMeter) {
    console.log('价格:', price);
    console.log('面积:', squareMeter);
});
// salesOffices.listen(function (price, squareMeter) {
//     console.log('价格:', price);
//     console.log('面积:', squareMeter);
// });
// 小明订阅的消息
salesOffices.trigger(3000000, 120);
// 小红订阅的消息
salesOffices.trigger(2000000, 100);

至此,我们已经实现了一个最简单的发布—订阅模式,但这里还存在一些问题。我们看到订阅者接收到了发布者发布的每个消息,虽然小明只想买120平方米的房子,但是发布者把100平方米的信息也推送给了小明,这对小明来说是不必要的困扰。所以我们有必要增加一个标识key,让订阅者只订阅自己感兴趣的消息。

// 定义售楼处
var salesOffices = {};

// 缓存列表,存放订阅者的回调函数
salesOffices.clientList = {};

// 增加订阅者
salesOffices.listen = function (key, fn) {
    // 如果还没有订阅过此类消息,给该类消息创建一个缓存列表
    if (!this.clientList[key]) {
        this.clientList[key] = [];
    }
    // 把订阅者消息添加进缓存列表
    this.clientList[key].push(fn);
}

// 发布消息
salesOffices.trigger = function () {
    // 取出消息类型
    var key = [].shift.call(arguments);
    // 取出该消息对应的回调函数集合
    var fns = this.clientList[key];
    // 如果没有订阅该消息,则返回
    if (!fns || fns.length === 0) {
        return;
    }
    for (var i = 0, fn; fn = fns[i++];) {
        // arguments是发布消息时带上的参数
        fn.apply(this, arguments); 
    }
}

// 测试
// 小明订阅120平方米房子的消息
salesOffices.listen('squareMeter120', function (price) {
    console.log('价格:', price);
});
// 小红订阅100平方米房子的消息
salesOffices.listen('squareMeter100', function (price) {
    console.log('价格:', price);
});
// 发布120平方米房子的价格
salesOffices.trigger('squareMeter120', 3000000);
// 发布100平方米房子的价格
salesOffices.trigger('squareMeter100', 2000000);

发布-订阅模式的通用实现

让所有对象都拥有发布—订阅功能

// 编写发布订阅功能
var event = {
    // 定义缓存列表
    clientList: {},
    // 添加订阅者
    listen: function (key, fn) {
        if (!this.clientList[key]) {
            this.clientList[key] = [];
        }
        this.clientList[key].push(fn);
    },
    // 添加发布者
    trigger: function () {
        var key = [].shift.call(arguments);
        var fns = this.clientList[key];
        if (!fns || fns.length === 0) {
            return;
        }
        for (var i = 0, fn; fn = fns[i++];) {
            fn.apply(this, arguments);
        }
    }
}

// 给所有对象添加发布订阅功能方法
var installEvent = function (obj) {
    for (var i in event) {
        obj[i] = event[i];
    }
}

// 测试
var myObj = {};
installEvent(myObj);
myObj.listen('blue', function (price) {
    console.log('蓝色鞋子的价格:', price);
});
myObj.listen('white', function (price) {
    console.log('白色鞋子的价格:', price);
});
myObj.trigger('blue', 800);
myObj.trigger('white', 1000);

取消订阅的事件

有时候,我们也许需要取消订阅事件的功能。比如小明突然不想买房子了,为了避免继续接收到售楼处推送过来的短信,小明需要取消之前订阅的事件。

// 编写发布订阅功能
var event = {
    // 定义缓存列表
    clientList: {},
    // 添加订阅者
    listen: function (key, fn) {
        if (!this.clientList[key]) {
            this.clientList[key] = [];
        }
        this.clientList[key].push(fn);
    },
    // 添加发布者
    trigger: function () {
        var key = [].shift.call(arguments);
        var fns = this.clientList[key];
        if (!fns || fns.length === 0) {
            return;
        }
        for (var i = 0, fn; fn = fns[i++];) {
            fn.apply(this, arguments);
        }
    },
    // 取消订阅
    remove: function (key, fn) {
        var fns = this.clientList[key];
        // 如果key 对应的消息没有被人订阅,则直接返回
        if (!fns) {
            return;
        }
        // 如果没有传入具体的回调函数,表示需要取消key 对应消息的所有订阅
        if (!fn) {
            // 清空对应key的存储的回调函数列表
            fns && (fns.length = 0);
        } else {
            // 反向遍历订阅的回调函数列表
            for (var i = fns.length - 1; i >= 0; i--) {
                if (fns[i] === fn) {
                    // 删除订阅者的回调函数
                    fns.splice(i, 1);
                }
            }
        }
    }
}

var salesOffices = {};
var installEvent = function (obj) {
    for (var i in event) {
        obj[i] = event[i];
    }
}
installEvent(salesOffices);
salesOffices.listen('squareMeter88', fn1 = function (price) { // 小明订阅消息
    console.log('价格: ' + price);
});
salesOffices.listen('squareMeter88', fn2 = function (price) { // 小红订阅消息
    console.log('价格: ' + price);
});
salesOffices.remove('squareMeter88', fn1); // 删除小明的订阅
salesOffices.trigger('squareMeter88', 2000000); // 输出:2000000

全局的发布-订阅对象

发布—订阅模式可以用一个全局的Event 对象来实现,订阅者不需要了解消息来自哪个发布者,发布者也不知道消息会推送给哪些订阅者,Event 作为一个类似“中介者”的角色,把订阅者和发布者联系起来。

var Event = (function () {
    var clientList = {};
    var listen, tirgger, remove;
    // 添加订阅者
    listen = function (key, fn) {
        if (!clientList[key]) {
            clientList[key] = [];
        }
        clientList[key].push(fn);
    };
    // 添加发布者
    trigger = function () {
        var key = [].shift.call(arguments);
        var fns = clientList[key];

        if (!fns || fns.length === 0) {
            return;
        }
        for (var i = 0, fn; fn = fns[i++];) {
            fn.apply(this, arguments);
        }
    };
    // 取消订阅
    remove = function (key, fn) {
        var fns = clientList[key];
        if (!fns || fns.length === 0) {
            return
        }
        if (!fn) {
            fns.length = 0;
        } else {
            for (var i = fns.length; i >= 0; i--) {
                if (fn === fns[i]) {
                    fns.splice(i, 1);
                }
            }
        }
    };
    return {
        listen,
        trigger,
        remove
    }
})();

Event.listen('squareMeter100', fn1 = function (price) {
    console.log('squareMeter100:', price);
});
Event.listen('squareMeter100', fn2 = function (price) {
    console.log('squareMeter100:', price);
});
Event.listen('squareMeter120', function (price) {
    console.log('squareMeter120:', price);
});
// Event.remove('squareMeter100', fn1);
Event.trigger('squareMeter100', 2000000);
Event.trigger('squareMeter120', 3000000);

6、命令模式

设计模式的主题总是把不变的事物和变化的事物分离开来,命令模式也不例外。按下按钮之后会发生一些事情是不变的,而具体会发生什么事情是可变的。通过command 对象的帮助,将来我们可以轻易地改变这种关联,因此也可以在将来再次改变按钮的行为。

模拟面向对象简单的命令模式示例,如何把请求发送者和请求接收者解耦开的。

var setCommand = function (button, command) {
    button.onclick = function () {
        command.execute();
    }
}

var MenuBar = {
    refresh: function () {
        console.log('刷新菜单目录');
    }
}

var SubMenu = {
    add: function () {
        console.log('增加子菜单');
    },
    del: function () {
        console.log('删除子菜单');
    }
}

var RefreshMenuBarCommand = function (receiver) {
    this.receiver = receiver;
}
RefreshMenuBarCommand.prototype.execute = function () {
    this.receiver.refresh();
}
var AddSubMenuCommand = function (receiver) {
    this.receiver = receiver;
}
AddSubMenuCommand.prototype.execute = function () {
    this.receiver.add();
}
var DelSubMenuCommand = function (receiver) {
    this.receiver = receiver;
}
DelSubMenuCommand.prototype.execute = function () {
    this.receiver.del();
}

var refreshMenuBarCommand = new RefreshMenuBarCommand(MenuBar);
var addSubMenuCommand = new AddSubMenuCommand(SubMenu);
var delSubMenuCommand = new DelSubMenuCommand(SubMenu);
setCommand(button1, refreshMenuBarCommand);
setCommand(button2, addSubMenuCommand);
setCommand(button3, delSubMenuCommand);

使用命令模式demo

使用闭包实现命令模式

var setCommand = function (btn, fn) {
    btn.onclick = function () {
        fn();
    }
}

var MenuBar = {
    refresh: function () {
        console.log('刷新菜单界面!!!');
    }
}

var RefreshMenuBarCommand = function (receiver) {
    return function () {
        receiver.refresh();
    }
}

var refreshMenuBarCommand = RefreshMenuBarCommand(MenuBar);

setCommand(button1, refreshMenuBarCommand);

使用execute方法

如果想更明确地表达当前正在使用命令模式,或者除了执行命令之外,将来有可能还要提供撤销命令等操作。那我们最好还是把执行函数改为调用execute 方法

var setCommand = function (btn, command) {
    btn.onclick = function () {
        command.execute();
    }
}

var RefreshMenuBarCommand = function (receiver) {
    return {
        execute: function () {
            receiver.refresh();
        }
    }
}

var MenuBar = {
    refresh: function () {
        console.log('刷新菜单界面!!!!!!');
    }
}

var refreshMenuBarCommand = RefreshMenuBarCommand(MenuBar);

setCommand(button1, refreshMenuBarCommand);

使用命令模式实现撤销和重做功能

// 使用命令模式实现撤销和重做功能
var Ryu = {
    attack: function () {
        console.log('攻击');
    },
    defense: function () {
        console.log('防御');
    },
    jump: function () {
        console.log('跳跃');
    },
    crouch: function () {
        console.log('蹲下');
    }
};
// 创建命令
var makeCommand = function (receiver, state) {
    return function () {
        receiver[state]();
    }
}
var commands = {
    "119": "jump", // W
    "115": "crouch", // S
    "97": "defense", // A
    "100": "attack" // D
};
var commandStack = []; // 保存命令的堆栈
document.onkeypress = function (event) {
    var keyCode = event.keyCode;
    if (keyCode !== 119 && keyCode !== 115 && keyCode !== 97 && keyCode !== 100) {
        return;
    }
    var command = makeCommand(Ryu, commands[keyCode]);
    if (command) {
        command(); // 执行命令
        commandStack.push(command); // 将刚刚执行过的命令保存进堆栈
    }
};
document.getElementById('replay').onclick = function () { // 点击播放录像
    var command;
    while (command = commandStack.shift()) { // 从堆栈里依次取出命令并执行
        command();
    }
};

宏命令

宏命令是一组命令的集合,通过执行宏命令的方式,可以一次执行一批命令。想象一下,家里有一个万能遥控器,每天回家的时候,只要按一个特别的按钮,它就会帮我们关上房间门,顺便打开电脑并登录QQ。

// 宏命令
var closeDoorCommand = {
    execute: function () {
        console.log('关门');
    }
};
var openPcCommand = {
    execute: function () {
        console.log('开电脑');
    }
};
var openQQCommand = {
    execute: function () {
        console.log('登录QQ');
    }
};
// 定义宏命令
var MacroCommand = function () {
    return {
        commandsList: [],
        add: function (command) {
            this.commandsList.push(command);
        },
        execute: function () {
            for (var i = 0, command; command = this.commandsList[i++];) {
                command.execute();
            }
        }
    }
}
var macroCommand = MacroCommand();
// 添加命令
macroCommand.add(closeDoorCommand);
macroCommand.add(openPcCommand);
macroCommand.add(openQQCommand);
macroCommand.execute();

当然我们还可以为宏命令添加撤销功能,跟macroCommand.execute 类似,当调用macroCommand.undo 方法时,宏命令里包含的所有子命令对象要依次执行各自的undo 操作。

JavaScript 可以用高阶函数非常方便地实现命令模式。命令模式在JavaScript 语言中是一种隐形的模式。

使用命令模式demo

7、组合模式

组合模式将对象组合成树形结构,以表示“部分整体”的层次结构。 除了用来表示树形结构之外,组合模式的另一个好处是通过对象的多态性表现,使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。

// 结合使用组合模式实现更强大的宏命令
var MacroCommand = function () {
    return {
        commandsList: [],
        add: function (command) {
            this.commandsList.push(command);
        },
        execute: function () {
            for (var i = 0, command; command = this.commandsList[i++];) {
                command.execute();
            }
        }
    }
};
// 叶对象,叶对象不能添加子节点
var openAcCommand = {
    execute: function () {
        console.log('打开空调');
    },
    add: function () {
        throw Error('叶对象不能添加子节点');
    }
};
/********** 家里的电视和音响是连接在一起的,所以可以用一个宏命令来组合打开电视和打开音响的命令 *********/
var openTvCommand = {
    execute: function () {
        console.log('打开电视');
    }
};
var openSoundCommand = {
    execute: function () {
        console.log('打开音响');
    }
};
// 组合对象
var macroCommand1 = MacroCommand();
// openAcCommand.add(macroCommand1);
macroCommand1.add(openTvCommand);
macroCommand1.add(openSoundCommand);
/********* 关门、打开电脑和打登录QQ 的命令 ****************/
var closeDoorCommand = {
    execute: function () {
        console.log('关门');
    }
};
var openPcCommand = {
    execute: function () {
        console.log('开电脑');
    }
};
var openQQCommand = {
    execute: function () {
        console.log('登录QQ');
    }
};
var macroCommand2 = MacroCommand();
macroCommand2.add(closeDoorCommand);
macroCommand2.add(openPcCommand);
macroCommand2.add(openQQCommand);
/********* 现在把所有的命令组合成一个“超级命令” **********/
var macroCommand = MacroCommand();
macroCommand.add(openAcCommand);
macroCommand.add(macroCommand1);
macroCommand.add(macroCommand2);
/********* 最后给遥控器绑定“超级命令” **********/
var setCommand = (function (command) {
    document.getElementById('button').onclick = function () {
        command.execute();
    }
})(macroCommand);

组合模式的例子——扫描文件

/******************************* Folder ******************************/
// 定义文件夹对象
var Folder = function (name) {
    this.name = name;
    this.files = [];
}
// 添加文件
Folder.prototype.add = function (file) {
    this.files.push(file);
}
// 扫描文件
Folder.prototype.scan = function () {
    console.log('开始扫描文件夹:', this.name);
    for (var i = 0, file, files = this.files; file = files[i++];) {
        file.scan();
    }
}

/******************************* File ******************************/
// 定义文件
var File = function (name) {
    this.name = name;
}
// 文件不能添加文件
File.prototype.add = function () {
    throw Error('文件不能添加文件');
}
File.prototype.scan = function () {
    console.log('开始扫描文件:', this.name);
}

// 创建一些文件夹和文件对象, 并且让它们组合成一棵树
// 创建文件夹
var folder = new Folder('前端学习资料');
var folder1 = new Folder('JavaScript');
var folder2 = new Folder('jQuery');
// 创建文件
var file1 = new File('JavaScript设计模式与开发实践');
var file2 = new File('精通jQuery');
var file3 = new File('JavasCript高级程序设计');
// 把文件添加进文件夹
folder1.add(file1);
folder2.add(file2);
folder.add(folder1);
folder.add(folder2);
folder.add(file3);
// 把移动硬盘里的文件和文件夹都复制到这棵树中
var folder3 = new Folder('Nodejs');
var file4 = new File('深入浅出Node.js');
folder3.add(file4);
var file5 = new File('JavaScript 语言精髓与编程实践');
folder.add(folder3);
folder.add(file5);
// 扫描整个文件夹
folder.scan();

组合模式需要注意的地方:

  1. 组合模式的树型结构容易让人误以为组合对象和叶对象是父子关系,这是不正确的。
  2. 组合对象把请求委托给它所包含的所有叶对象,它们能够合作的关键是拥有相同的接口。
  3. 组合模式除了要求组合对象和叶对象拥有相同的接口之外,还有一个必要条件,就是对一组叶对象的操作必须具有一致性。

增加删除文件夹或者文件

// 增加删除文件夹和文件
// 文件夹类
var Folder = function (name) {
    this.name = name;
    this.parent = null; // 增加this.parent 属性
    this.files = [];
};
Folder.prototype.add = function (file) {
    file.parent = this; // 设置父对象
    this.files.push(file);
};
Folder.prototype.scan = function () {
    console.log('开始扫描文件夹: ' + this.name);
    for (var i = 0, file, files = this.files; file = files[i++];) {
        file.scan();
    }
};
Folder.prototype.remove = function () {
    if (!this.parent) { // 根节点或者树外的游离节点
        return;
    }
    for (var files = this.parent.files, l = files.length - 1; l >= 0; l--) {
        var file = files[l];
        if (file === this) {
            files.splice(l, 1);
        }
    }
};
// 文件类
var File = function (name) {
    this.name = name;
    this.parent = null;
};
File.prototype.add = function () {
    throw new Error('不能添加在文件下面');
};
File.prototype.scan = function () {
    console.log('开始扫描文件: ' + this.name);
};
File.prototype.remove = function () {
    if (!this.parent) { // 根节点或者树外的游离节点
        return;
    }
    for (var files = this.parent.files, l = files.length - 1; l >= 0; l--) {
        var file = files[l];
        if (file === this) {
            files.splice(l, 1);
        }
    }
};
// 测试
var folder = new Folder('学习资料');
var folder1 = new Folder('JavaScript');
var file1 = new Folder('深入浅出Node.js');
folder1.add(new File('JavaScript 设计模式与开发实践'));
folder.add(folder1);
folder.add(file1);
folder1.remove(); //移除文件夹
folder.scan();

何时使用组合模式

组合模式如果运用得当,可以大大简化客户的代码。一般来说,组合模式适用于以下这两种 情况:

  1. 表示对象的部分——整体层次结构。组合模式可以方便地构造一棵树来表示对象的部分——整体结构。特别是我们在开发期间不确定这棵树到底存在多少层次的时候。
  2. 客户希望统一对待树中的所有对象。组合模式使客户可以忽略组合对象和叶对象的区别。

8、模板方法模式

模板方法模式是一种只需使用继承就可以实现的非常简单的模式。

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。通常在抽象父类中封装了子类的算法框架,包括实现一些公共方法以及封装子类中所有方法的执行顺序。子类通过继承这个抽象类,也继承了整个算法结构,并且可以选择重写父类的方法。

第一个例子——Coffee or Tea

先泡一杯咖啡

泡咖啡的步骤通常如下:
(1) 把水煮沸
(2) 用沸水冲泡咖啡
(3) 把咖啡倒进杯子
(4) 加糖和牛奶

var Coffee = function () { };
Coffee.prototype.boilWater = function () {
    console.log('把水煮沸');
};
Coffee.prototype.brewCoffeeGriends = function () {
    console.log('用沸水冲泡咖啡');
};
Coffee.prototype.pourInCup = function () {
    console.log('把咖啡倒进杯子');
};
Coffee.prototype.addSugarAndMilk = function () {
    console.log('加糖和牛奶');
};
Coffee.prototype.init = function () {
    this.boilWater();
    this.brewCoffeeGriends();
    this.pourInCup();
    this.addSugarAndMilk();
};
var coffee = new Coffee();
coffee.init();

泡一杯茶

泡茶的步骤跟泡咖啡的步骤相差并不大:
(1) 把水煮沸
(2) 用沸水浸泡茶叶
(3) 把茶水倒进杯子
(4) 加柠檬

var Tea = function () { };
Tea.prototype.boilWater = function () {
    console.log('把水煮沸');
};
Tea.prototype.steepTeaBag = function () {
    console.log('用沸水浸泡茶叶');
};
Tea.prototype.pourInCup = function () {
    console.log('把茶水倒进杯子');
};
Tea.prototype.addLemon = function () {
    console.log('加柠檬');
};
Tea.prototype.init = function () {
    this.boilWater();
    this.steepTeaBag();
    this.pourInCup();
    this.addLemon();
};
var tea = new Tea();
tea.init();

分离出共同点

我们找到泡咖啡和泡茶主要有以下不同点:

经过抽象之后,不管是泡咖啡还是泡茶,我们都能整理为下面四步:
(1) 把水煮沸 (2) 用沸水冲泡饮料 (3) 把饮料倒进杯子 (4) 加调料

var Beverage = function () { };
Beverage.prototype.boilWater = function () {
    console.log('把水煮沸');
};
Beverage.prototype.brew = function () {
    throw new Error('子类必须重写brew 方法');  // 如果子类没有重写该方法,则抛出错误
};
Beverage.prototype.pourInCup = function () { }; // 空方法,应该由子类重写
Beverage.prototype.addCondiments = function () { }; // 空方法,应该由子类重写
Beverage.prototype.init = function () {
    this.boilWater();
    this.brew();
    this.pourInCup();
    this.addCondiments();
};

创建Coffee 子类和Tea 子类

var Coffee = function () { };
Coffee.prototype = new Beverage();
Coffee.prototype.brew = function () {
    console.log('用沸水冲泡咖啡');
};
Coffee.prototype.pourInCup = function () {
    console.log('把咖啡倒进杯子');
};
Coffee.prototype.addCondiments = function () {
    console.log('加糖和牛奶');
};
var Coffee = new Coffee();
Coffee.init();

var Tea = function () { };
Tea.prototype = new Beverage();
Tea.prototype.brew = function () {
    console.log('用沸水浸泡茶叶');
};
Tea.prototype.pourInCup = function () {
    console.log('把茶倒进杯子');
};
Tea.prototype.addCondiments = function () {
    console.log('加柠檬');
};
var tea = new Tea();
tea.init();

那么在上面的例子中,到底谁才是所谓的模板方法呢?答案是Beverage.prototype.init。 Beverage.prototype.init 被称为模板方法的原因是,该方法中封装了子类的算法框架,它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。在Beverage.prototype.init 方法中,算法内的每一个步骤都清楚地展示在我们眼前。

模板方法模式的使用场景

从大的方面来讲,模板方法模式常被架构师用于搭建项目的框架,架构师定好了框架的骨架, 程序员继承框架的结构之后,负责往里面填空

钩子方法

钩子方法(hook)可以用来解决这个问题,放置钩子是隔离变化的一种常见手段。

var Beverage = function () { };
Beverage.prototype.boilWater = function () {
    console.log('把水煮沸');
};
Beverage.prototype.brew = function () {
    throw new Error('子类必须重写brew 方法');
};
Beverage.prototype.pourInCup = function () {
    throw new Error('子类必须重写pourInCup 方法');
};
Beverage.prototype.addCondiments = function () {
    throw new Error('子类必须重写addCondiments 方法');
};
Beverage.prototype.customerWantsCondiments = function () {
    return true; // 默认需要调料
};
Beverage.prototype.init = function () {
    this.boilWater();
    this.brew();
    this.pourInCup();
    if (this.customerWantsCondiments()) { // 如果挂钩返回true,则需要调料
        this.addCondiments();
    }
};
var CoffeeWithHook = function () { };
CoffeeWithHook.prototype = new Beverage();
CoffeeWithHook.prototype.brew = function () {
    console.log('用沸水冲泡咖啡');
};
CoffeeWithHook.prototype.pourInCup = function () {
    console.log('把咖啡倒进杯子');
};
CoffeeWithHook.prototype.addCondiments = function () {
    console.log('加糖和牛奶');
};
CoffeeWithHook.prototype.customerWantsCondiments = function () {
    return window.confirm( '请问需要调料吗?' );
};
var coffeeWithHook = new CoffeeWithHook();
coffeeWithHook.init();

使用JavaScript高阶函数实模板方法模式

var Beverage = function (param) {
    var boilWater = function () {
        console.log('把水煮沸');
    };
    var brew = param.brew || function () {
        throw new Error('必须传递brew 方法');
    };
    var pourInCup = param.pourInCup || function () {
        throw new Error('必须传递pourInCup 方法');
    };
    var addCondiments = param.addCondiments || function () {
        throw new Error('必须传递addCondiments 方法');
    };
    var F = function () { };
    F.prototype.init = function () {
        boilWater();
        brew();
        pourInCup();
        addCondiments();
    };
    return F;
};
var Coffee = Beverage({
    brew: function () {
        console.log('用沸水冲泡咖啡');
    },
    pourInCup: function () {
        console.log('把咖啡倒进杯子');
    },
    addCondiments: function () {
        console.log('加糖和牛奶');
    }
});
var Tea = Beverage({
    brew: function () {
        console.log('用沸水浸泡茶叶');
    },
    pourInCup: function () {
        console.log('把茶倒进杯子');
    },
    addCondiments: function () {
        console.log('加柠檬');
    }
});
var coffee = new Coffee();
coffee.init();
var tea = new Tea();
tea.init();

在JavaScript 中,我们很多时候都不需要依样画瓢地去实现一个模版方法模式,高阶函数是更好的选择。

9、享元模式

享元(flyweight)模式是一种用于性能优化的模式,“fly”在这里是苍蝇的意思,意为蝇量级。享元模式的核心是运用共享技术来有效支持大量细粒度的对象。 如果系统中因为创建了大量类似的对象而导致内存占用过高,享元模式就非常有用了。在JavaScript 中,浏览器特别是移动端的浏览器分配的内存并不算多,如何节省内存就成了一件非常有意义的事情。

内衣的例子

假设有个内衣工厂,目前的产品有50 种男式内衣和50 种女士内衣,为了推销产品,工厂决定生产一些塑料模特来穿上他们的内衣拍成广告照片。 正常情况下需要50 个男模特和50 个女模特,然后让他们每人分别穿上一件内衣来拍照。不使用享元模式的情况下,在程序里也许会这样写:

var Model = function (sex, underwear) {
    this.sex = sex;
    this.underwear = underwear;
};
Model.prototype.takePhoto = function () {
    console.log('sex= ' + this.sex + ' underwear=' + this.underwear);
};
for (var i = 1; i <= 50; i++) {
    var maleModel = new Model('male', 'underwear' + i);
    maleModel.takePhoto();
};
for (var j = 1; j <= 50; j++) {
    var femaleModel = new Model('female', 'underwear' + j);
    femaleModel.takePhoto();
};

现在一共有50 种男内衣和50 种女内衣,所以一共会产生100 个对象。如果将来生产了10000 种内衣,那这个程序可能会因为存在如此多的对象已经提前崩溃。

下面我们来考虑一下如何优化这个场景。虽然有100 种内衣,但很显然并不需要50 个男模特和50 个女模特。其实男模特和女模特各自有一个就足够了,他们可以分别穿上不同的内衣来拍照。

var Model = function (sex) {
    this.sex = sex;
};
Model.prototype.takePhoto = function () {
    console.log('sex= ' + this.sex + ' underwear=' + this.underwear);
};
// 分别创建一个男模特对象和一个女模特对象
var maleModel = new Model('male'),
    femaleModel = new Model('female');
// 给男装拍照
for (var i = 1; i <= 50; i++) {
    maleModel.underwear = 'underwear' + i;
    maleModel.takePhoto();
};
// 给女装拍照
for (var j = 1; j <= 50; j++) {
    femaleModel.underwear = 'underwear' + j;
    femaleModel.takePhoto();
};

可以看到,改进之后的代码,只需要两个对象便完成了同样的功能。

享元模式要求将对象的属性划分为内部状态与外部状态(状态在这里通常指属性)。享元模式的目标是尽量减少共享对象的数量,关于如何划分内部状态和外部状态,下面的几条经验提供了一些指引。

使用享元模式的关键是如何区别内部状态和外部状态。可以被对象共享的属性通常被划分为内部状态,如同不管什么样式的衣服,都可以按照性别不同,穿在同一个男模特或者女模特身上,模特的性别就可以作为内部状态储存在共享对象的内部。而外部状态取决于具体的场景,并根据场景而变化,就像例子中每件衣服都是不同的,它们不能被一些对象共享,因此只能被划分为外部状态。

享元模式使用场景

享元模式带来的好处很大程度上取决于如何使用以及何时使用,一般来说,以下情况发生时便可以使用享元模式。

10、职责链模式

职责链模式的定义是: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。

假设我们负责一个售卖手机的电商网站,经过分别交纳500 元定金和200 元定金的两轮预定后(订单已在此时生成),现在已经到了正式购买的阶段。 公司针对支付过定金的用户有一定的优惠政策。在正式购买后,已经支付过500 元定金的用户会收到100 元的商城优惠券,200 元定金的用户可以收到50 元的优惠券,而之前没有支付定金的用户只能进入普通购买模式,也就是没有优惠券,且在库存有限的情况下不一定保证能买到。

初始版本

var order = function (orderType, pay, stock) {
    if (orderType === 1) { // 500 元定金购买模式
        if (pay === true) { // 已支付定金
            console.log('500 元定金预购, 得到100 优惠券');
        } else { // 未支付定金,降级到普通购买模式
            if (stock > 0) { // 用于普通购买的手机还有库存
                console.log('普通购买, 无优惠券');
            } else {
                console.log('手机库存不足');
            }
        }
    }
    else if (orderType === 2) { // 200 元定金购买模式
        if (pay === true) {
            console.log('200 元定金预购, 得到50 优惠券');
        } else {
            if (stock > 0) {
                console.log('普通购买, 无优惠券');
            } else {
                console.log('手机库存不足');
            }
        }
    }
    else if (orderType === 3) {
        if (stock > 0) {
            console.log('普通购买, 无优惠券');
        } else {
            console.log('手机库存不足');
        }
    }
};
order(1, true, 500); // 输出: 500 元定金预购, 得到100 优惠券
order(2, true, 500); // 输出: 200 元定金预购, 得到50 优惠券

order 函数不仅巨大到难以阅读,而且需要经常进行修改。虽然目前项目能正常运行,但接下来的维护工作无疑是个梦魇。恐怕只有最“新手”的程序员才会写出这样的代码。

使用职责链模式重构代码

// 500 元订单
var order500 = function (orderType, pay, stock) {
    if (orderType === 1 && pay === true) {
        console.log('500 元定金预购, 得到100 优惠券');
    } else {
        order200(orderType, pay, stock); // 将请求传递给200 元订单
    }
};
// 200 元订单
var order200 = function (orderType, pay, stock) {
    if (orderType === 2 && pay === true) {
        console.log('200 元定金预购, 得到50 优惠券');
    } else {
        orderNormal(orderType, pay, stock); // 将请求传递给普通订单
    }
};
// 普通购买订单
var orderNormal = function (orderType, pay, stock) {
    if (stock > 0) {
        console.log('普通购买, 无优惠券');
    } else {
        console.log('手机库存不足');
    }
};
// 测试结果:
order500(1, true, 500); // 输出:500 元定金预购, 得到100 优惠券
order500(1, false, 500); // 输出:普通购买, 无优惠券
order500(2, true, 500); // 输出:200 元定金预购, 得到500 优惠券
order500(3, false, 500); // 输出:普通购买, 无优惠券
order500(3, false, 0); // 输出:手机库存不足

可以看到,执行结果和前面那个巨大的order 函数完全一样,但是代码的结构已经清晰了很多,我们把一个大函数拆分了3 个小函数,去掉了许多嵌套的条件分支语句。

灵活可拆分的职责链节点

我们采用一种更灵活的方式,来改进上面的职责链模式,目标是让链中的各个节点可以灵活拆分和重组。
首先需要改写一下分别表示3 种购买模式的节点函数,我们约定,如果某个节点不能处理请求,则返回一个特定的字符串 ‘nextSuccessor’来表示该请求需要继续往后面传递。

var order500 = function (orderType, pay, stock) {
    if (orderType === 1 && pay === true) {
        console.log('500 元定金预购,得到100 优惠券');
    } else {
        return 'nextSuccessor'; // 我不知道下一个节点是谁,反正把请求往后面传递
    }
};
var order200 = function (orderType, pay, stock) {
    if (orderType === 2 && pay === true) {
        console.log('200 元定金预购,得到50 优惠券');
    } else {
        return 'nextSuccessor'; // 我不知道下一个节点是谁,反正把请求往后面传递
    }
};
var orderNormal = function (orderType, pay, stock) {
    if (stock > 0) {
        console.log('普通购买,无优惠券');
    } else {
        console.log('手机库存不足');
    }
};

接下来需要把函数包装进职责链节点,我们定义一个构造函数Chain,在new Chain 的时候传递的参数即为需要被包装的函数, 同时它还拥有一个实例属性this.successor,表示在链中的下一个节点。

// Chain.prototype.setNextSuccessor 指定在链中的下一个节点
// Chain.prototype.passRequest 传递请求给某个节点
var Chain = function (fn) {
    this.fn = fn;
    this.successor = null;
};
Chain.prototype.setNextSuccessor = function (successor) {
    return this.successor = successor;
};
Chain.prototype.passRequest = function () {
    var ret = this.fn.apply(this, arguments);
    if (ret === 'nextSuccessor') {
        return this.successor && this.successor.passRequest.apply(this.successor, arguments);
    }
    return ret;
};
// 把3 个订单函数分别包装成职责链的节点
var chainOrder500 = new Chain(order500);
var chainOrder200 = new Chain(order200);
var chainOrderNormal = new Chain(orderNormal);
// 然后指定节点在职责链中的顺序
chainOrder500.setNextSuccessor(chainOrder200);
chainOrder200.setNextSuccessor(chainOrderNormal);
// 最后把请求传递给第一个节点
chainOrder500.passRequest(1, true, 500); // 输出:500 元定金预购,得到100 优惠券
chainOrder500.passRequest(2, true, 500); // 输出:200 元定金预购,得到50 优惠券
chainOrder500.passRequest(3, true, 500); // 输出:普通购买,无优惠券
chainOrder500.passRequest(1, false, 0); // 输出:手机库存不足

异步的职责链

Chain.prototype.next = function () {
    return this.successor && this.successor.passRequest.apply(this.successor, arguments);
};
var fn1 = new Chain(function () {
    console.log(1);
    return 'nextSuccessor';
});
var fn2 = new Chain(function () {
    console.log(2);
    var self = this;
    setTimeout(function () {
        self.next();
    }, 1000);
});
var fn3 = new Chain(function () {
    console.log(3);
});
fn1.setNextSuccessor(fn2).setNextSuccessor(fn3);
fn1.passRequest();

用AOP 实现职责链模式

利用JavaScript 的函数式特性,有一种更加方便的方法来创建职责链。

// 面向切片编程
Function.prototype.after = function (fn) {
    var self = this;
    return function () {
        var ret = self.apply(this, arguments);
        if (ret === 'nextSuccessor') {
            return fn.apply(this, arguments);
        }
        return ret;
    }
}

var order = order500.after(order200).after(orderNormal);

order(1, true, 500); // 输出:500 元定金预购,得到100 优惠券
order(2, true, 500); // 输出:200 元定金预购,得到50 优惠券
order(1, false, 500); // 输出:普通购买,无优惠券

用AOP 来实现职责链既简单又巧妙,但这种把函数叠在一起的方式,同时也叠加了函数的作用域,如果链条太长的话,也会对性能有较大的影响。

职责链模式的优缺点

职责链模式的最大优点就是解耦了请求发送者和N 个接收者之间的复杂关系,由于不知道链中的哪个节点可以处理你发出的请求,所以你只需把请求传递给第一个节点即可。

11、中介者模式

中介者模式的作用就是解除对象与对象之间的紧耦合关系。增加一个中介者对象后,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。中介者使各对象之间耦合松散,而且可以独立地改变它们之间的交互。中介者模式使网状的多对多关系变成了相对简单的一对多关系。

中介者模式的例子——泡泡堂游戏

在游戏之初只支持两个玩家同时进行对战。先定义一个玩家构造函数,它有3 个简单的原型方法:Play.prototype.win、Play.prototype.lose以及表示玩家死亡的Play.prototype.die。因为玩家的数目是2,所以当其中一个玩家死亡的时候游戏便结束, 同时通知它的对手胜利。

// 定义玩家
function Player(name) {
    this.name = name
    this.enemy = null; // 敌人
};
Player.prototype.win = function () {
    console.log(this.name + ' won ');
};
Player.prototype.lose = function () {
    console.log(this.name + ' lost');
};
Player.prototype.die = function () {
    this.lose();
    this.enemy.win();
};
// 创建2个玩家对象
var player1 = new Player('小新');
var player2 = new Player('小蓝');
// 给玩家相互设置敌人
player1.enemy = player2;
player2.enemy = player1;
// 第一局 小蓝赢
player1.die();
// 第二局 小新赢
player2.die();

增加至8个玩家,并分成红蓝两队进行游戏

// 定义一个数组players 来保存所有的玩家
var players = [];
// 定义构造函数player
function Player(name, teamColor) {
    this.partners = []; // 队友列表
    this.enemies = []; // 敌人列表
    this.state = 'live'; // 玩家状态
    this.name = name; // 角色名字
    this.teamColor = teamColor; // 队伍颜色
};
Player.prototype.win = function () { // 玩家团队胜利
    console.log('winner: ' + this.name);
};
Player.prototype.lose = function () { // 玩家团队失败
    console.log('loser: ' + this.name);
};
Player.prototype.die = function () { // 玩家死亡
    var all_dead = true;
    this.state = 'dead'; // 设置玩家状态为死亡
    for (var i = 0, partner; partner = this.partners[i++];) { // 遍历队友列表
        if (partner.state !== 'dead') { // 如果还有一个队友没有死亡,则游戏还未失败
            all_dead = false;
            break;
        }
    }
    if (all_dead === true) { // 如果队友全部死亡
        this.lose(); // 通知自己游戏失败
        for (var i = 0, partner; partner = this.partners[i++];) { // 通知所有队友玩家游戏失败
            partner.lose();
        }
        for (var i = 0, enemy; enemy = this.enemies[i++];) { // 通知所有敌人游戏胜利
            enemy.win();
        }
    }
};
// 定义一个工厂来创建玩家:
var playerFactory = function (name, teamColor) {
    var newPlayer = new Player(name, teamColor); // 创建新玩家
    for (var i = 0, player; player = players[i++];) { // 通知所有的玩家,有新角色加入
        if (player.teamColor === newPlayer.teamColor) { // 如果是同一队的玩家
            player.partners.push(newPlayer); // 相互添加到队友列表
            newPlayer.partners.push(player);
        } else {
            player.enemies.push(newPlayer); // 相互添加到敌人列表
            newPlayer.enemies.push(player);
        }
    }
    players.push(newPlayer);
    return newPlayer;
};
// 红队
var player1 = playerFactory('皮蛋', 'red'),
    player2 = playerFactory('小乖', 'red'),
    player3 = playerFactory('宝宝', 'red'),
    player4 = playerFactory('小强', 'red');
// 蓝队
var player5 = playerFactory('黑妞', 'blue'),
    player6 = playerFactory('葱头', 'blue'),
    player7 = playerFactory('胖墩', 'blue'),
    player8 = playerFactory('海盗', 'blue');
// 让红队玩家全部死亡
player1.die();
player2.die();
player4.die();
player3.die();

用中介者模式改造泡泡堂游戏

首先仍然是定义Player 构造函数和player 对象的原型方法,在player 对象的这些原型方法 中,不再负责具体的执行逻辑,而是把操作转交给中介者对象

function Player(name, teamColor) {
    this.name = name; // 角色名字
    this.teamColor = teamColor; // 队伍颜色
    this.state = 'alive'; // 玩家生存状态
};
Player.prototype.win = function () {
    console.log(this.name + ' won ');
};
Player.prototype.lose = function () {
    console.log(this.name + ' lost');
};
/*******************玩家死亡*****************/
Player.prototype.die = function () {
    this.state = 'dead';
    playerDirector.reciveMessage('playerDead', this); // 给中介者发送消息,玩家死亡
};
/*******************移除玩家*****************/
Player.prototype.remove = function () {
    playerDirector.reciveMessage('removePlayer', this); // 给中介者发送消息,移除一个玩家
};
/*******************玩家换队*****************/
Player.prototype.changeTeam = function (color) {
    playerDirector.reciveMessage('changeTeam', this, color); // 给中介者发送消息,玩家换队
};
// 创建玩家对象的工厂函数
var playerFactory = function (name, teamColor) {
    var newPlayer = new Player(name, teamColor); // 创造一个新的玩家对象
    playerDirector.reciveMessage('addPlayer', newPlayer); // 给中介者发送消息,新增玩家
    return newPlayer;
};
// 实现中介者playerDirector对象
var playerDirector = (function () {
    var players = {}, // 保存所有玩家
        operations = {}; // 中介者可以执行的操作
    /****************新增一个玩家***************************/
    operations.addPlayer = function (player) {
        var teamColor = player.teamColor; // 玩家的队伍颜色
        players[teamColor] = players[teamColor] || []; // 如果该颜色的玩家还没有成立队伍,则新成立一个队伍
        players[teamColor].push(player); // 添加玩家进队伍
    };
    /****************移除一个玩家***************************/
    operations.removePlayer = function (player) {
        var teamColor = player.teamColor, // 玩家的队伍颜色
            teamPlayers = players[teamColor] || []; // 该队伍所有成员
        for (var i = teamPlayers.length - 1; i >= 0; i--) { // 遍历删除
            if (teamPlayers[i] === player) {
                teamPlayers.splice(i, 1);
            }
        }
    };
    /****************玩家换队***************************/
    operations.changeTeam = function (player, newTeamColor) { // 玩家换队
        operations.removePlayer(player); // 从原队伍中删除
        player.teamColor = newTeamColor; // 改变队伍颜色
        operations.addPlayer(player); // 增加到新队伍中
    };
    operations.playerDead = function (player) { // 玩家死亡
        var teamColor = player.teamColor,
            teamPlayers = players[teamColor]; // 玩家所在队伍
        var all_dead = true;
        for (var i = 0, player; player = teamPlayers[i++];) {
            if (player.state !== 'dead') {
                all_dead = false;
                break;
            }
        }
        if (all_dead === true) { // 全部死亡
            for (var i = 0, player; player = teamPlayers[i++];) {
                player.lose(); // 本队所有玩家lose
            }
            for (var color in players) {
                if (color !== teamColor) {
                    var teamPlayers = players[color]; // 其他队伍的玩家
                    for (var i = 0, player; player = teamPlayers[i++];) {
                        player.win(); // 其他队伍所有玩家win
                    }
                }
            }
        }
    };
    var reciveMessage = function () {
        var message = Array.prototype.shift.call(arguments); // arguments 的第一个参数为消息名称
        operations[message].apply(this, arguments);
    };
    return {
        reciveMessage: reciveMessage
    }
})();
// 红队:
var player1 = playerFactory('皮蛋', 'red'),
    player2 = playerFactory('小乖', 'red'),
    player3 = playerFactory('宝宝', 'red'),
    player4 = playerFactory('小强', 'red');
// 蓝队:
var player5 = playerFactory('黑妞', 'blue'),
    player6 = playerFactory('葱头', 'blue'),
    player7 = playerFactory('胖墩', 'blue'),
    player8 = playerFactory('海盗', 'blue');
player1.die();
player2.die();
player3.die();
player4.die();
// // 假设皮蛋和小乖掉线
// player1.remove();
// player2.remove();
// player3.die();
// player4.die();
// // 假设皮蛋从红队叛变到蓝队
// player1.changeTeam('blue');
// player2.die();
// player3.die();
// player4.die();

实现这个中介者playerDirector 对象,一般有以下两种方式:

可以看到,除了中介者本身,没有一个玩家知道其他任何玩家的存在,玩家与玩家之间的耦合关系已经完全解除,某个玩家的任何操作都不需要通知其他玩家,而只需要给中介者发送一个消息,中介者处理完消息之后会把处理结果反馈给其他的玩家对象。我们还可以继续给中介者扩展更多功能,以适应游戏需求的不断变化。

中介者模式的优缺点

优点:中介者模式使各个对象之间得以解耦,以中介者和对象之间的一对多关系取代了对象之间的网状多对多关系。各个对象只需关注自身功能的实现,对象之间的交互关系交给了中介者对象来实现和维护。
缺点: 最大的缺点是系统中会新增一个中介者对象,因为对象之间交互的复杂性,转移成了中介者对象的复杂性,使得中介者对象经常是巨大的。中介者对象自身往往就是一个难以维护的对象。

中介者模式可以非常方便地对模块或者对象进行解耦,但对象之间并非一定需要解耦。在实际项目中,模块或对象之间有一些依赖关系是很正常的。毕竟我们写程序是为了快速完成项目交付生产,而不是堆砌模式和过度设计。关键就在于如何去衡量对象之间的耦合程度。一般来说,如果对象之间的复杂耦合确实导致调用和维护出现了困难,而且这些耦合度随项目的变化呈指数增长曲线,那我们就可以考虑用中介者模式来重构代码。

12、装饰者模式

装饰者模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。跟继承相比,装饰者是一种更轻便灵活的做法,这是一种“即用即付”的方式,比如天冷了就多穿一件外套,需要飞行时就在头上插一支竹蜻蜓,遇到一堆食尸鬼时就点开AOE(范围攻击)技能。这种给对象动态地增加职责的方式称为装饰者(decorator)模式。

模拟传统面向对象语言的装饰者模式

假设我们在编写一个飞机大战的游戏,随着经验值的增加,我们操作的飞机对象可以升级成更厉害的飞机,一开始这些飞机只能发射普通的子弹,升到第二级时可以发射导弹,升到第三级时可以发射原子弹。

// 原始的飞机类
var Plane = function () { }
Plane.prototype.fire = function () {
    console.log('发射普通子弹');
}
// 增加两个装饰类,分别是导弹和原子弹
var MissileDecorator = function (plane) {
    this.plane = plane;
}
MissileDecorator.prototype.fire = function () {
    this.plane.fire();
    console.log('发射导弹');
}
var AtomDecorator = function (plane) {
    this.plane = plane;
}
AtomDecorator.prototype.fire = function () {
    this.plane.fire();
    console.log('发射原子弹');
}
var plane = new Plane();
plane = new MissileDecorator(plane);
plane = new AtomDecorator(plane);
plane.fire();
// 分别输出: 发射普通子弹、发射导弹、发射原子弹

这种给对象动态增加职责的方式,并没有真正地改动对象自身,而是将对象放入另一个对象之中,这些对象以一条链的方式进行引用,形成一个聚合对象。这些对象都拥有相同的接口(fire方法),当请求达到链中的某个对象时,这个对象会执行自身的操作,随后把请求转发给链中的下一个对象。

使用JavaScript实现装饰者模式

var plane = {
    fire: function () {
        console.log('发射普通子弹');
    }
}
var missileDecorator = function () {
    console.log('发射导弹');
}
var atomDecorator = function () {
    console.log('发射原子弹');
}
var fire1 = plane.fire;
plane.fire = function () {
    fire1();
    missileDecorator();
}
var fire2 = plane.fire;
plane.fire = function () {
    fire2();
    atomDecorator();
}
plane.fire();
// 分别输出: 发射普通子弹、发射导弹、发射原子弹

用AOP 装饰函数

实现Function.prototype.before 方法和Function.prototype.after 方法

Function.prototype.before = function (beforefn) {
    var self = this; // 保存原函数的引用
    return function () { // 返回包含了原函数和新函数的"代理"函数
        beforefn.apply(this, arguments); // 执行新函数,且保证this 不被劫持,新函数接受的参数也会被原封不动地传入原函数,新函数在原函数之前执行
        return self.apply(this, arguments); // 执行原函数并返回原函数的执行结果并且保证this 不被劫持
    }
}
Function.prototype.after = function (afterfn) {
    var self = this;
    return function () {
        var ret = self.apply(this, arguments);
        afterfn.apply(this, arguments);
        return ret;
    }
};

// 测试
var func = function () {
    console.log(2);
};
func = func.before(function () {
    console.log(1);
}).after(function () {
    console.log(3);
});
func();

// 带参数
// var name = 'xiaoxin';
// var func = function (name) {
//     console.log(2, name);
// };
// func = func.before(function (name) {
//     console.log(1, name);
// }).after(function (name) {
//     console.log(3, name);
// });
// func(name);

用AOP 装饰函数的技巧在实际开发中非常有用。不论是业务代码的编写,还是在框架层面,我们都可以把行为依照职责分成粒度更细的函数,随后通过装饰把它们合并到一起,这有助于我们编写一个松耦合和高复用性的系统。

上面的AOP 实现是在Function.prototype 上添加before 和after 方法,但许多人不喜欢这种污染原型的方式,那么我们可以做一些变通,把原函数和新函数都作为参数传入before 或者after 方法

var before = function (fn, beforeFn) {
    return function () {
        beforeFn.apply(this, arguments);
        return fn.apply(this, arguments);
    }
}
var after = function (fn, afterFn) {
    return function () {
        var ret = fn.apply(this, arguments);
        afterFn.apply(this, arguments);
        return ret;
    }
}

var func = function () {
    console.log(2);
}
var beforeFn = function () {
    console.log(1);
}
var afterFn = function () {
    console.log(3);
}
var a = before(func, beforeFn);
a();
var b = after(func, afterFn);
b();

用AOP动态改变函数的参数

解决CSRF 攻击最简单的一个办法就是在HTTP 请求中带上一个Token 参数。

var ajax = function (type, url, param) {
    console.log(param); // 发送ajax 请求的代码略
};
var getToken = function () {
    return 'Token';
}
ajax = ajax.before(function (type, url, param) {
    param.Token = getToken();
});
ajax('get', 'https://liaolongdong.com/userinfo', { name: 'liaoxiaoxin' }); // {name: "liaoxiaoxin", Token: "Token"}

插件式的表单验证

在一个Web 项目中,可能存在非常多的表单,如注册、登录、修改用户信息等。

Function.prototype.before = function (beforefn) {
    var self = this;
    return function () {
        if (beforefn.apply(this, arguments) === false) {
            // beforefn 返回false 的情况直接return,不再执行后面的原函数
            return;
        }
        return self.apply(this, arguments);
    }
}
var validata = function () {
    if (username.value === '') {
        alert('用户名不能为空');
        return false;
    }
    if (password.value === '') {
        alert('密码不能为空');
        return false;
    }
}
var formSubmit = function () {
    var param = {
        username: username.value,
        password: password.value
    }
    ajax('https://liaolongdong.com//login', param);
}
formSubmit = formSubmit.before(validata);
submitBtn.onclick = function () {
    formSubmit();
}

在这段代码中,校验输入和提交表单的代码完全分离开来,它们不再有任何耦合关系,formSubmit = formSubmit.before( validata )这句代码,如同把校验规则动态接在formSubmit 函数之前,validata 成为一个即插即用的函数,它甚至可以被写成配置文件的形式,这有利于我们分开维护这两个函数。再利用策略模式稍加改造,我们就可以把这些校验规则都写成插件的形式,用在不同的项目当中。

装饰者模式和代理模式

装饰者模式和代理模式的结构看起来非常相像,这两种模式都描述了怎样为对象提供一定程度上的间接引用,它们的实现部分都保留了对另外一个对象的引用,并且向那个对象发送请求。
代理模式和装饰者模式最重要的区别在于它们的意图和设计目的。代理模式的目的是,当直接访问本体不方便或者不符合需要时,为这个本体提供一个替代者。本体定义了关键功能,而代理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。装饰者模式的作用就是为对象动态加入行为。换句话说,代理模式强调一种关系(Proxy 与它的实体之间的关系),这种关系可以静态的表达,也就是说,这种关系在一开始就可以被确定。而装饰者模式用于一开始不能确定对象的全部功能时。代理模式通常只有一层代理本体的引用,而装饰者模式经常会形成一条长长的装饰链。
在虚拟代理实现图片预加载的例子中,本体负责设置img 节点的src,代理则提供了预加载的功能,这看起来也是“加入行为”的一种方式,但这种加入行为的方式和装饰者模式的偏重点是不一样的。装饰者模式是实实在在的为对象增加新的职责和行为,而代理做的事情还是跟本体一样,最终都是设置src。但代理可以加入一些“聪明”的功能,比如在图片真正加载好之前,先使用一张占位的loading 图片反馈给客户。

13、状态模式

状态模式的关键是区分事物内部的状态,事物内部状态的改变往往会带来事物的行为改变。

第一个例子:电灯程序

有一个电灯,电灯上面只有一个开关。当电灯开着的时候,此时按下开关,电灯会切换到关闭状态;再按一次开关,电灯又将被打开。同一个开关按钮,在不同的状态下,表现出来的行为是不一样的。

var Light = function () {
    this.state = 'off'; // 给电灯设置初始状态off
    this.button = null; // 电灯开关按钮
};
Light.prototype.init = function () {
    var button = document.createElement('button'),
        self = this;
    button.innerHTML = '开关';
    this.button = document.body.appendChild(button);
    this.button.onclick = function () {
        self.buttonWasPressed();
    }
};
// Light.prototype.buttonWasPressed = function () {
//     if (this.state === 'off') {
//         console.log('开灯');
//         this.state = 'on';
//     } else if (this.state === 'on') {
//         console.log('关灯');
//         this.state = 'off';
//     }
// };

// 第一次按下打开弱光,第二次按下打开强光,第三次才是关闭电灯
Light.prototype.buttonWasPressed = function () {
    if (this.state === 'off') {
        console.log('弱光');
        this.state = 'weakLight';
    } else if (this.state === 'weakLight') {
        console.log('强光');
        this.state = 'strongLight';
    } else if (this.state === 'strongLight') {
        console.log('关灯');
        this.state = 'off';
    }
};

var light = new Light();
light.init();

使用状态模式改进电灯程序

// OffLightState:
var OffLightState = function (light) {
    this.light = light;
};
OffLightState.prototype.buttonWasPressed = function () {
    console.log('弱光'); // offLightState 对应的行为
    this.light.setState(this.light.weakLightState); // 切换状态到weakLightState
};
// WeakLightState:
var WeakLightState = function (light) {
    this.light = light;
};
WeakLightState.prototype.buttonWasPressed = function () {
    console.log('强光'); // weakLightState 对应的行为
    this.light.setState(this.light.strongLightState); // 切换状态到strongLightState
};
// StrongLightState:
var StrongLightState = function (light) {
    this.light = light;
};
StrongLightState.prototype.buttonWasPressed = function () {
    console.log('关灯'); // strongLightState 对应的行为
    this.light.setState(this.light.offLightState); // 切换状态到offLightState
};

var Light = function () {
    this.offLightState = new OffLightState(this);
    this.weakLightState = new WeakLightState(this);
    this.strongLightState = new StrongLightState(this);
    this.button = null;
};
Light.prototype.init = function () {
    var button = document.createElement('button'),
        self = this;
    this.button = document.body.appendChild(button);
    this.button.innerHTML = '开关';
    this.currState = this.offLightState; // 设置当前状态
    this.button.onclick = function () {
        self.currState.buttonWasPressed();
    }
}
Light.prototype.setState = function (newState) {
    this.currState = newState;
};
var light = new Light();
light.init();

使用JS实现状态机

var Light = function () {
    this.currState = FSM.off; // 设置当前状态
    this.button = null;
};
Light.prototype.init = function () {
    var button = document.createElement('button'),
        self = this;
    button.innerHTML = '已关灯';
    this.button = document.body.appendChild(button);
    this.button.onclick = function () {
        self.currState.buttonWasPressed.call(self); // 把请求委托给FSM 状态机
    }
};
var FSM = {
    off: {
        buttonWasPressed: function () {
            console.log('关灯');
            this.button.innerHTML = '下一次按我是开灯';
            this.currState = FSM.on;
        }
    },
    on: {
        buttonWasPressed: function () {
            console.log('开灯');
            this.button.innerHTML = '下一次按我是关灯';
            this.currState = FSM.off;
        }
    }
};
var light = new Light();
light.init();
var delegate = function (client, delegation) {
    return {
        buttonWasPressed: function () { // 将客户的操作委托给delegation 对象
            return delegation.buttonWasPressed.apply(client, arguments);
        }
    }
};
var FSM = {
    off: {
        buttonWasPressed: function () {
            console.log('关灯');
            this.button.innerHTML = '下一次按我是开灯';
            this.currState = this.onState;
        }
    },
    on: {
        buttonWasPressed: function () {
            console.log('开灯');
            this.button.innerHTML = '下一次按我是关灯';
            this.currState = this.offState;
        }
    }
};
var Light = function () {
    this.offState = delegate(this, FSM.off);
    this.onState = delegate(this, FSM.on);
    this.currState = this.offState; // 设置初始状态为关闭状态
    this.button = null;
};
Light.prototype.init = function () {
    var button = document.createElement('button'),
        self = this;
    button.innerHTML = '已关灯';
    this.button = document.body.appendChild(button);
    this.button.onclick = function () {
        self.currState.buttonWasPressed();
    }
};
var light = new Light();
light.init();

这是面向对象设计和闭包互换的一个例子,前者把变量保存为对象的属性,而后者把变量封闭在闭包形成的环境中

状态模式的优缺点

状态模式的优点:

状态模式的缺点是会在系统中定义许多状态类,编写20 个状态类是一项枯燥乏味的工作,而且系统中会因此而增加不少对象。另外,由于逻辑分散在状态类中,虽然避开了不受欢迎的条件分支语句,但也造成了逻辑分散的问题,我们无法在一个地方就看出整个状态机的逻辑。

状态模式和策略模式的关系

状态模式和策略模式像一对双胞胎,它们都封装了一系列的算法或者行为,它们的类图看起来几乎一模一样,但在意图上有很大不同,因此它们是两种迥然不同的模式。
策略模式和状态模式的相同点是,它们都有一个上下文、一些策略或者状态类,上下文把请求委托给这些类来执行。
它们之间的区别是策略模式中的各个策略类之间是平等又平行的,它们之间没有任何联系,所以客户必须熟知这些策略类的作用,以便客户可以随时主动切换算法;而在状态模式中,状态和状态对应的行为是早已被封装好的,状态之间的切换也早被规定完成,“改变行为”这件事情发生在状态模式内部。对客户来说,并不需要了解这些细节。这正是状态模式的作用所在。

14、适配器模式

适配器模式的作用是解决两个软件实体间的接口不兼容的问题。使用适配器模式之后,原本由于接口不兼容而不能工作的两个软件实体可以一起工作。

适配器模式的应用

如果现有的接口已经能够正常工作,那我们就永远不会用上适配器模式。适配器模式是一种“亡羊补牢”的模式,没有人会在程序的设计之初就使用它。因为没有人可以完全预料到未来的事情,也许现在好好工作的接口,未来的某天却不再适用于新系统,那么我们可以用适配器模式把旧接口包装成一个新的接口,使它继续保持生命力。

当我们向googleMap 和baiduMap 都发出“显示”请求时,googleMap和baiduMap 分别以各自的方式在页面中展现了地图

var googleMap = {
    show: function () {
        console.log('开始渲染谷歌地图');
    }
};
var baiduMap = {
    show: function () {
        console.log('开始渲染百度地图');
    }
};
var renderMap = function (map) {
    if (map.show instanceof Function) {
        map.show();
    }
};
renderMap(googleMap); // 输出:开始渲染谷歌地图
renderMap(baiduMap); // 输出:开始渲染百度地图

这段程序得以顺利运行的关键是googleMap 和baiduMap 提供了一致的show 方法,但第三方的接口方法并不在我们自己的控制范围之内,假如baiduMap 提供的显示地图的方法不叫show 而叫display 呢?

baiduMap 这个对象来源于第三方,正常情况下我们都不应该去改动它。此时我们可以通过增加baiduMapAdapter 来解决问题

var googleMap = {
    show: function () {
        console.log('开始渲染谷歌地图');
    }
};
var baiduMap = {
    display: function () {
        console.log('开始渲染百度地图');
    }
};
var baiduMapAdapter = {
    show: function () {
        return baiduMap.display();
    }
};
renderMap(googleMap); // 输出:开始渲染谷歌地图
renderMap(baiduMapAdapter); // 输出:开始渲染百度地图

数据格式接口适配器

var getGuangdongCity = function () {
    var guangdongCity = [
        {
            name: 'shenzhen',
            id: 11,
        }, {
            name: 'guangzhou',
            id: 12,
        }
    ];
    return guangdongCity;
};
var render = function (fn) {
    console.log('开始渲染广东省地图');
    console.log(JSON.stringify(fn()));
};
render(getGuangdongCity);

如果后面发现更详细的数据数据格式不是这样的,除了大动干戈地改写渲染页面的前端代码之外,另外一种更轻便的解决方式就是新增一个数 据格式转换的适配器

var guangdongCity = {
    shenzhen: 11,
    guangzhou: 12,
    zhuhai: 13
};
var getGuangdongCity = function () {
    var guangdongCity = [
        {
            name: 'shenzhen',
            id: 11,
        }, {
            name: 'guangzhou',
            id: 12,
        }
    ];
    return guangdongCity;
};
var render = function (fn) {
    console.log('开始渲染广东省地图');
    console.log(JSON.stringify(fn()));
};
var addressAdapter = function (oldAddressfn) {
    var address = {},
        oldAddress = oldAddressfn();
    for (var i = 0, c; c = oldAddress[i++];) {
        address[c.name] = c.id;
    }
    return function () {
        return address;
    }
};
render(addressAdapter(getGuangdongCity));

15、模块模式

模块模式需要具备两个必要条件:1. 必须有外部的封闭函数,该函数必须至少被调用一次(每次调用都会创建一个新的模块实例)。2. 封闭函数必须返回至少一个内部函数,这样内部函数才能在私有作用域中形成闭包,并且可以访问或者修改私有的状态。

function CoolModule() {
    var something = "cool";
    var another = [1, 2, 3];
    function doSomething() {
        console.log(something);
    }
    function doAnother() {
        console.log(another.join(" ! "));
    }
    return {
        doSomething: doSomething,
        doAnother: doAnother
    };
}
var foo = CoolModule();
foo.doSomething(); // cool
foo.doAnother(); // 1 ! 2 ! 3

当只需要一个实例时,可以对这个模式进行简单的改进来实现单例模式:

var foo = (function CoolModule() {
    var something = "cool";
    var another = [1, 2, 3];
    function doSomething() {
        console.log(something);
    }
    function doAnother() {
        console.log(another.join(" ! "));
    }
    return {
        doSomething: doSomething,
        doAnother: doAnother
    };
})();
foo.doSomething(); // cool
foo.doAnother(); // 1 ! 2 ! 3

模块模式另一个简单但强大的变化用法是,命名将要作为公共API 返回的对象:

var foo = (function CoolModule(id) {
    function change() {
        // 修改公共API
        publicAPI.identify = identify2;
    }
    function identify1() {
        console.log(id);
    }
    function identify2() {
        console.log(id.toUpperCase());
    }
    var publicAPI = {
        change: change,
        identify: identify1
    };
    return publicAPI;
})("foo module");
foo.identify(); // foo module
foo.change();
foo.identify(); // FOO MODULE

通过在模块实例的内部保留对公共API 对象的内部引用,可以从内部对模块实例进行修改,包括添加或删除方法和属性,以及修改它们的值。

模块有两个主要特征:(1)为创建内部作用域而调用了一个包装函数;(2)包装函数的返回值必须至少包括一个对内部函数的引用,这样就会创建涵盖整个包装函数内部作用域的闭包。

设计原则和编程技巧

1、单一职责原则

单一职责原则(SRP)的职责被定义为“引起变化的原因”。

SRP 原则体现为:一个对象(方法)只做一件事情。

设计模式中的SRP 原则

SRP 原则在很多设计模式中都有着广泛的运用,例如代理模式、迭代器模式、单例模式和装饰者模式。

SRP 原则的优缺点

SRP 原则的优点是降低了单个类或者对象的复杂度,按照职责把对象分解成更小的粒度,这有助于代码的复用,也有利于进行单元测试。当一个职责需要变更的时候,不会影响到其他的职责。
SRP 原则的缺点,最明显的是会增加编写代码的复杂度。当我们按照职责把对象分解成更小的粒度之后,实际上也增大了这些对象之间相互联系的难度。

2、最少知识原则

最少知识原则(LKP)说的是一个软件实体应当尽可能少地与其他实体发生相互作用。

设计模式中的最少知识原则

最少知识原则在设计模式中体现得最多的地方是中介者模式和外观模式。

在世界杯期间购买足球彩票,如果没有博彩公司作为中介,上千万的人一起计算赔率和输赢绝对是不可能的事情。博彩公司作为中介,每个人都只和博彩公司发生关联,博彩公司会根据所有人的投注情况计算好赔率,彩民们赢了钱就从博彩公司拿,输了钱就赔给博彩公司。

中介者模式很好地体现了最少知识原则。通过增加一个中介者对象,让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。

外观模式主要是为子系统中的一组接口提供一个一致的界面,外观模式定义了一个高层接口,这个接口使子系统更加容易使用。

外观模式的作用是对客户屏蔽一组子系统的复杂性。外观模式对客户提供一个简单易用的高层接口,高层接口会把客户的请求转发给子系统来完成具体的功能实现。大多数客户都可以通过请求外观接口来达到访问子系统的目的。但在一段使用了外观模式的程序中,请求外观并不是强制的。如果外观不能满足客户的个性化需求,那么客户也可以选择越过外观来直接访问子系统。

外观模式的作用主要有两点。

从第二点来,外观模式是符合最少知识原则的。比如全自动洗衣机的一键洗衣按钮,隔开了客户和浸泡、洗衣、漂洗、脱水这些子系统的直接联系,客户不用去了解这些子系统的具体实现。

最小知识原则优缺点

虽然遵守最小知识原则减少了对象之间的依赖,但也有可能增加一些庞大到难以维护的第三者对象。跟单一职责原则一样,在实际开发中,是否选择让代码符合最少知识原则,要根据具体的环境来定。

3、开放-封闭原则

开放-封闭原则的思想: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,但是不允许改动程序的源代码。

通过动态装饰函数的方式(AOP面向切片编程的after函数),我们完全不用理会从前原函数的内部实现,无论它的实现优雅或是丑陋。就算我们作为维护者,拿到的是一份混淆压缩过的代码也没有关系。只要它从前是个稳定运行的函数,那么以后也不会因为我们的新增需求而产生错误。新增的代码和原有的代码可以井水不犯河水。

在现实生活中,我们也能找到一些跟开放封闭原则相关的故事。下面这个故事人尽皆知,且跟肥皂相关。

有一家生产肥皂的大企业,从欧洲花巨资引入了一条生产线。这条生产线可以自动完成从原材料加工到包装成箱的整个流程,但美中不足的是,生产出来的肥皂有一定的空盒几率。于是老板又从欧洲找来一支专家团队,花费数百万元改造这一生产线,终于解决了生产出空盒肥皂的问题。
另一家企业也引入了这条生产线,他们同样遇到了空盒肥皂的问题。但他们的解决办法很简单:用一个大风扇在生产线旁边吹,空盒肥皂就会被吹走。

这个故事告诉我们,相比修改源程序,如果通过增加几行代码就能解决问题,那这显然更加简单和优雅,而且增加代码并不会影响原系统的稳定。讲述这个故事,我们的目的不在于说明风扇的成本有多低,而是想说明,如果使用风扇这样简单的方式可以解决问题,根本没有必要去大动干戈地改造原有的生产线。

用对象的多态性消除条件分支

过多的条件分支语句是造成程序违反开放-封闭原则的一个常见原因。每当需要增加一个新的if 语句时,都要被迫改动原函数。把if 换成switch-case 是没有用的,这是一种换汤不换药的做法。实际上,每当我们看到一大片的if 或者swtich-case 语句时,第一时间就应该考虑,能否利用对象的多态性来重构它们。利用对象的多态性来让程序遵守开放-封闭原则,是一个常用的技巧。

var makeSound = function (animal) {
    if (animal instanceof Duck) {
        console.log('嘎嘎嘎');
    } else if (animal instanceof Chicken) {
        console.log('咯咯咯');
    }
};
var Duck = function () { };
var Chicken = function () { };
makeSound(new Duck()); // 输出:嘎嘎嘎
makeSound(new Chicken()); // 输出:咯咯咯

动物世界里增加一只狗之后,makeSound 函数必须改成:

var makeSound = function (animal) {
    if (animal instanceof Duck) {
        console.log('嘎嘎嘎');
    } else if (animal instanceof Chicken) {
        console.log('咯咯咯');
    } else if (animal instanceof Dog) { // 增加跟狗叫声相关的代码
        console.log('汪汪汪');
    }
};
var Dog = function () { };
makeSound(new Dog()); // 增加一只狗

利用多态的思想,我们把程序中不变的部分隔离出来(动物都会叫),然后把可变的部分封装起来(不同类型的动物发出不同的叫声),这样一来程序就具有了可扩展性。当我们想让一只狗发出叫声时,只需增加一段代码即可,而不用去改动原有的makeSound 函数

var makeSound = function (animal) {
    animal.sound();
};
var Duck = function () { };
Duck.prototype.sound = function () {
    console.log('嘎嘎嘎');
};
var Chicken = function () { };
Chicken.prototype.sound = function () {
    console.log('咯咯咯');
};
makeSound(new Duck()); // 嘎嘎嘎
makeSound(new Chicken()); // 咯咯咯
/********* 增加动物狗,不用改动原有的makeSound 函数 ****************/
var Dog = function () { };
Dog.prototype.sound = function () {
    console.log('汪汪汪');
};
makeSound(new Dog()); // 汪汪汪

找出变化的地方

开放-封闭原则是一个看起来比较虚幻的原则,并没有实际的模板教导我们怎样亦步亦趋地实现它。但我们还是能找到一些让程序尽量遵守开放封闭原则的规律,最明显的就是找出程序中将要发生变化的地方,然后把变化封装起来。
通过封装变化的方式,可以把系统中稳定不变的部分和容易变化的部分隔离开来。在系统的演变过程中,我们只需要替换那些容易变化的部分,如果这些部分是已经被封装好的,那么替换起来也相对容易。而变化部分之外的就是稳定的部分。在系统的演变过程中,稳定的部分是不需要改变的。

在上一节的例子中,由于每种动物的叫声都不同,所以动物具体怎么叫是可变的,于是我们把动物具体怎么叫的逻辑从makeSound 函数中分离出来。而动物都会叫这是不变的,makeSound 函数里的实现逻辑只跟动物都会叫有关,这样一来,makeSound 就成了一个稳定和封闭的函数。

除了利用对象的多态性之外,还有其他方式可以帮助我们编写遵守开放封闭原则的代码:

  1. 放置挂钩

放置挂钩(hook)也是分离变化的一种方式。我们在程序有可能发生变化的地方放置一个挂钩,挂钩的返回结果决定了程序的下一步走向。这样一来,原本的代码执行路径上就出现了一个分叉路口,程序未来的执行方向被预埋下多种可能性。

  1. 使用回调函数

在JavaScript 中,函数可以作为参数传递给另外一个函数,这是高阶函数的意义之一。在这种情况下,我们通常会把这个函数称为回调函数。在JavaScript 版本的设计模式中,策略模式和命令模式等都可以用回调函数轻松实现。
回调函数是一种特殊的挂钩。我们可以把一部分易于变化的逻辑封装在回调函数里,然后把回调函数当作参数传入一个稳定和封闭的函数中。当回调函数被执行的时候,程序就可以因为回调函数的内部逻辑不同,而产生不同的结果。

设计模式中的开放-封闭原则

几乎所有的设计模式都是遵守开放 封闭原则的,我们见到的好设计,通常都经得起开放封闭原则的考验。不管是具体的各种设计模式,还是更抽象的面向对象设计原则,比如单一职责原则、最少知识原则、依赖倒置原则等,都是为了让程序遵守开放封闭原则而出现的。可以这样说,开放封闭原则是编写一个好程序的目标,其他设计原则都是达到这个目标的过程。

  1. 发布-订阅模式

发布-订阅模式用来降低多个对象之间的依赖关系,它可以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。当有新的订阅者出现时,发布者的代码不需要进行任何修改;同样当发布者需要改变时,也不会影响到之前的订阅者。

  1. 模板方法模式

模板方法模式是一种典型的通过封装变化来提高系统扩展性的设计模式。在一个运用了模板方法模式的程序中,子类的方法种类和执行顺序都是不变的,所以我们把这部分逻辑抽出来放到父类的模板方法里面;而子类的方法具体怎么实现则是可变的,于是把这部分变化的逻辑封装到子类中。通过增加新的子类,便能给系统增加新的功能,并不需要改动抽象父类以及其他的子类,这也是符合开放-封闭原则的。

  1. 策略模式

策略模式和模板方法模式是一对竞争者。在大多数情况下,它们可以相互替换使用。模板方法模式基于继承的思想,而策略模式则偏重于组合和委托。

策略模式将各种算法都封装成单独的策略类,这些策略类可以被交换使用。策略和使用策略的客户代码可以分别独立进行修改而互不影响。我们增加一个新的策略类也非常方便,完全不用修改之前的代码。

  1. 代理模式

预加载图片的功能和给图片设置src 的功能被隔离在两个函数里,它们可以单独改变而互不影响。myImage 不知晓代理的存在,它可以继续专注于自己的职责——给图片设置src。

  1. 职责链模式

开放-封闭原则的相对性

有一些代码是无论如何也不能完全封闭的,总会存在一些无法对其封闭的变化。作为程序员,我们可以做到的有下面两点。

参考资料

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