[译]理解设计模式

时间 2019-12-10

标签理解设计模式繁體版

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By Sukhjinder Arora | Oct 16, 2018

原文javascript

当你开始了一个新项目，你不会立刻开始编写代码。第一步，你必须定义这个项目解决什么问题和适用范围，而后列出这个项目的特性或者规格。在你开始编码或者正在处理更复杂的项目以后，你应该选择最合适你项目的设计模式。java

什么是设计模式

在软件工程里，设计模式是软件设计的一种常见问题的可重用解决方案。设计模式是经验丰富的软件开发人员所使用的最佳实践，能够认为是编程模版。程序员

为何使用设计模式

许多程序员要么认为使用设计模式是浪费时间的，要么他们不知道如何正确使用设计模式。可是正确使用了设计模式会帮助你写出可维护性高的代码。es6

最重要的是，设计模式给软件开发者共同的话题、术语。会让学习了设计模式的初学者更快看懂你写的代码。编程

举个例子，若是你在项目中使用了装饰器模式，那么新来的程序员立刻知道你这段代码正在作什么（译者：前提是这名程序员知道这个设计模式），而且他们会更加专一解决业务问题，而不是试图理解这段代码作的是什么。设计模式

如今咱们知道什么是设计模式，而且知道了它们为何那么重要，让咱们开始深刻各个应用在js的设计模式吧。闭包

<center> * </center>编程语言

模块模式

模块是一段独立的代码，所以咱们能够在不影响其余代码的状况下修改模块的代码。模块还容许咱们经过变量来建立单独的范围以免命名空间的污染。当模块与其它代码耦合度低时（译者：相似用依赖导入第三方库的那种程度），咱们还能够在其余项目复用模块。ide

模块是任何js应用程序不可或缺的一部分，有助于保持代码高内聚低耦合。有许多方法能够在JavaScript中建立模块，其中一种是模块模式。函数

不一样于其它的编程语言，js没有修饰符，也就是说你没法将变量声明为私有或公有。所以Module模式也用于模拟封装的概念。

咱们能够在js使用IIFE（当即调用函数表达式）、闭包、函数范围来实现模块。例子以下：

const myModule = (function() {
  
  const privateVariable = 'Hello World';
  
  function privateMethod() {
    console.log(privateVariable);
  }
  return {
    publicMethod: function() {
      privateMethod();
    }
  }
})();
myModule.publicMethod();

因为是IIFE，代码当即执行，并返回对象给myModule对象。因为是闭包，即便IIFE执行完成，可是返回的对象依然可以访问IIFE内定义的函数和变量。

由于，在IIFE内定义的变量和函数基本上在外部不能直接调用的，能够看做是myModule的私有的。

代码执行后，myModule变量像这样：

const myModule = {
  publicMethod: function() {
    privateMethod();
  }};

所以，咱们能够调用publicMethod方法，而它有调用privateMethod方法。例如：

// Prints 'Hello World'
module.publicMethod();

揭示模块模式

揭示模块模式是经Christian Heilmann基于模块模式略微改进的一种模式。模块模式的问题是咱们必须建立公共的方法，而后才能经过这个公共的方法来调用私有变量和方法。在这个模式中，咱们将返回对象的属性映射到咱们想要暴露出去的私有方法。这就是揭示模块模式。例如：

const myRevealingModule = (function() {
  
  let privateVar = 'Peter';
  const publicVar  = 'Hello World';
  function privateFunction() {
    console.log('Name: '+ privateVar);
  }
  
  function publicSetName(name) {
    privateVar = name;
  }
  function publicGetName() {
    privateFunction();
  }
  /** reveal methods and variables by assigning them to object     properties */
return {
    setName: publicSetName,
    greeting: publicVar,
    getName: publicGetName
  };
})();
myRevealingModule.setName('Mark');
// prints Name: Mark
myRevealingModule.getName();

这种模式让咱们更容易理解咱们能够公开访问那些方法和变量，这有助于提升代码可读性。

代码执行后，myRevealingModule像这样：

const myRevealingModule = {
  setName: publicSetName,
  greeting: publicVar,
  getName: publicGetName
};

咱们能够调用myRevealingModule.setName（'Mark'），它是对内部publicSetName的引用，而myRevealingModule.getName（）的引用是对内部publicGetName方法。例如：

myRevealingModule.setName('Mark');
// prints Name: Mark
myRevealingModule.getName();

对比普通模块模式，揭示模块模式的优势以下：

经过修改return语句中的一行代码，咱们能够将成员从public更改成private，反之亦然。
返回的对象里不包含函数定义，全部右侧表达式都在IIFE中定义了，代码清晰易读。

ES6模块

在es6以前，js没有模块，因此开发者不得不第三方库或者模块模式来实现模块。但在es6，js有了本身模块实现。

ES6的模块用文件来存储。每一个文件只能有一个模块。默认状况下，模块内的全部内容都是私有的。开发者可使用export关键字公开函数、变量和类。模块内的代码始终以严格模式运行。

输出模块

有两种方式输出函数和变量声明：

在函数和变量的前面使用export关键字。例如：
// utils.js
export const greeting = 'Hello World';
export function sum(num1, num2) {
console.log('Sum:', num1, num2);
return num1 + num2;
}
export function subtract(num1, num2) {
console.log('Subtract:', num1, num2);
return num1 - num2;
}
// This is a private function
function privateLog() {
console.log('Private Function');
}
在代码的末尾加上export关键字，导出咱们要公开的函数和变量：
// utils.js
function multiply(num1, num2) {
console.log('Multiply:', num1, num2);
return num1 * num2;
}
function divide(num1, num2) {
console.log('Divide:', num1, num2);
return num1 / num2;
}
// This is a private function
function privateLog() {
console.log('Private Function');
}
export {multiply, divide};

导入模块

跟导出模块差很少，也有两种方法导入模块：

导入特定的方法
// main.js
// importing multiple items
import { sum, multiply } from './utils.js';
console.log(sum(3, 7));
console.log(multiply(3, 7));
导入全部
// main.js
// importing all of module
import * as utils from './utils.js';
console.log(utils.sum(3, 7));
console.log(utils.multiply(3, 7));

导入和输出的别名

若是要避免命名冲突，能够在导出和导入期间更改导出的名称。例如：

重命名导出的方法

// utils.js
function sum(num1, num2) {
  console.log('Sum:', num1, num2);
  return num1 + num2;
}
function multiply(num1, num2) {
  console.log('Multiply:', num1, num2);
  return num1 * num2;
}
export {sum as add, multiply};

重命名导入的方法

// main.js
import { add, multiply as mult } from './utils.js';
console.log(add(3, 7));
console.log(mult(3, 7));

单例模式

单例指的是只能实例化一次的对象。若是不存在，则单例模式会建立类的新实例。若是存在实例，则它只返回对该对象的引用。对构造函数的任何重复调用老是会获取相同的对象。

js支持单例模式，它有关于单例模式的实现。在js咱们不该该叫单例，应该叫对象字面量。例如：

const user = {
  name: 'Peter',
  age: 25,
  job: 'Teacher',
  greet: function() {
    console.log('Hello!');
  }
};

由于在js中，每一个对象占用一个惟一的内存位置，当咱们调用用户对象时，实际上返回的是该对象的引用。

若是咱们尝试复制user对象到另外一个变量，而且修改其中的值。例如：

const user1 = user;
user1.name = 'Mark';

咱们会看到两个对象都被修改，由于js中的对象是引用而不是值传递。因此内存中只有一个对象。例如：

// prints 'Mark'
console.log(user.name);
// prints 'Mark'
console.log(user1.name);
// prints true
console.log(user === user1);

能够用构造函数实现单例模式。例如：

let instance = null;
function User() {
  if(instance) {
    return instance;
  }
  instance = this;
  this.name = 'Peter';
  this.age = 25;
  
  return instance;
}
const user1 = new User();
const user2 = new User();
// prints true
console.log(user1 === user2);

当这个构造函数被调用，它会检查instance是否存在。若是对象不存在，它会分配值给instance变量。若是存在，返回已存在的对象。

也可使用模块模式实现单例。例如：

const singleton = (function() {
  let instance;
  
  function init() {
    return {
      name: 'Peter',
      age: 24,
    };
  }
  return {
    getInstance: function() {
      if(!instance) {
        instance = init();
      }
      
      return instance;
    }
  }
})();
const instanceA = singleton.getInstance();
const instanceB = singleton.getInstance();
// prints true
console.log(instanceA === instanceB);

在上面的代码中，咱们用singleton.getInstance方法建立了新的instance实例。若是实例已存在，则此方法返回已存在实例，若是实例不存在，则经过调用init（）函数建立新实例。

工厂模式

工厂模式使用工厂方法建立对象，而不指定所建立对象的确切类或构造函数。

工厂模式用于建立对象，不暴露实例化逻辑。当咱们须要根据特定条件生成不一样的对象时，可使用此模式。例如：

class Car{
  constructor(options) {
    this.doors = options.doors || 4;
    this.state = options.state || 'brand new';
    this.color = options.color || 'white';
  }
}
class Truck {
  constructor(options) {
    this.doors = options.doors || 4;
    this.state = options.state || 'used';
    this.color = options.color || 'black';
  }
}
class VehicleFactory {
  createVehicle(options) {
    if(options.vehicleType === 'car') {
      return new Car(options);
    } else if(options.vehicleType === 'truck') {
      return new Truck(options);
      }
  }
}

我建立了car和truck类（带有一些默认值），用于建立新的汽车和卡车对象。而后我定义了VehicleFactory类，用于根据对象中收到的vehicleType属性建立并返回一个新对象。

const factory = new VehicleFactory();
const car = factory.createVehicle({
  vehicleType: 'car',
  doors: 4,
  color: 'silver',
  state: 'Brand New'
});
const truck= factory.createVehicle({
  vehicleType: 'truck',
  doors: 2,
  color: 'white',
  state: 'used'
});
// Prints Car {doors: 4, state: "Brand New", color: "silver"}
console.log(car);
// Prints Truck {doors: 2, state: "used", color: "white"}
console.log(truck);

我是实例化了VehicleFactory类，以后咱们调用factory.createVehicle方法建立car和truck对象，而且传递vehicleType属性值为car或truck的options对象。

装饰器模式

装饰器模式用于扩展对象的功能，而无需修改现有的类或构造函数。此模式可用于向对象添加新功能，无需修改它们的基础代码。

一个简单的例子：

function Car(name) {
  this.name = name;
  // Default values
  this.color = 'White';
}
// Creating a new Object to decorate
const tesla= new Car('Tesla Model 3');
// Decorating the object with new functionality
tesla.setColor = function(color) {
  this.color = color;
}
tesla.setPrice = function(price) {
  this.price = price;
}
tesla.setColor('black');
tesla.setPrice(49000);
// prints black
console.log(tesla.color);

这种模式更实际的例子是：

比方说，汽车的成本取决于它的功能数量。若是没有装饰器模式，咱们必须为不一样的功能组合建立不一样的类，每一个类都有一个成本方法来计算成本。例如：

class Car() {
}
class CarWithAC() {
}
class CarWithAutoTransmission {
}
class CarWithPowerLocks {
}
class CarWithACandPowerLocks {
}

但有了装饰器模式，咱们能够基于car类建立对象，而且使用装饰器函数添加不一样的方法。例如：

class Car {
  constructor() {
  // Default Cost
  this.cost = function() {
  return 20000;
  }
}
}
// Decorator function
function carWithAC(car) {
  car.hasAC = true;
  const prevCost = car.cost();
  car.cost = function() {
    return prevCost + 500;
  }
}
// Decorator function
function carWithAutoTransmission(car) {
  car.hasAutoTransmission = true;
   const prevCost = car.cost();
  car.cost = function() {
    return prevCost + 2000;
  }
}
// Decorator function
function carWithPowerLocks(car) {
  car.hasPowerLocks = true;
  const prevCost = car.cost();
  car.cost = function() {
    return prevCost + 500;
  }
}

首先，咱们建立了用于建立car对象的基类Car。而后，咱们为要添加到其上的要素建立装饰器，并将Car对象做为参数传递。而后咱们覆盖该对象的cost函数，该函数返回汽车的更新成本，并向该对象添加新属性以指示添加了哪一个特征。

为了添加新功能，咱们能够这样作：

const car = new Car();
console.log(car.cost());
carWithAC(car);
carWithAutoTransmission(car);
carWithPowerLocks(car);

最后，咱们这样子计算成本：

// Calculating total cost of the car
console.log(car.cost());

结论

咱们已经了解部分设计模式在js中的实现，可是还有部分在本文没有涉及。

虽然了解审设计模式很重要，可是不要过分使用它们。在使用某个设计模式以前，应该考虑是否能解决你的痛点。要了解模式是否适合你，你应该研究设计模式以及该设计模式的应用。