Javascript中的设计模式
设计模式（Design pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。 使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的；设计模式使代码编写真正工程化；设计模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的结构一样。
观察者模式 Observer Pattern
Observer模式也叫观察者模式、订阅/发布模式，是由GoF提出的23种软件设计模式的一种。 Observer模式是行为模式之一，它的作用是当一个对象的状态发生变化时，能够自动通知其他关联对象，自动刷新对象状态，或者说执行对应对象的方法。 这种设计模式可以大大降低程序模块之间的耦合度，便于更加灵活的扩展和维护。
观察者模式包含两种角色：
- 观察者（订阅者）
- 被观察者（发布者）
核心思想：观察者只要订阅了被观察者的事件，那么当被观察者的状态改变时，被观察者会主动去通知观察者，而无需关心观察者得到事件后要去做什么，实际程序中可能是执行订阅者的回调函数。
在各种框架中：vue中的$emit，Angular1.x.x中的$on、$emit、$broadcast，Angular2中的emit...都是最典型的例子。
简单的例子：
假设你是一个班长，要去通知班里的某些人一些事情，与其一个一个的手动调用触发的方法（私下里一个一个通知），不如维护一个列表（建一个群），这个列表存有你想要调用的对象方法（想要通知的人）；
之后每次通知事件的时候只要循环执行这个列表就好了（群发），而不用关心这个列表里有谁。
Javascript中实现一个例子：
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// 我们向某dom文档订阅了点击事件，当点击发生时，他会执行我们传入的callback
element.addEventListener(‘click’, callback2, false)
element.addEventListener(‘click’, callback2, false)
我们用Javascript实现一个简单的播放器：
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// 一个播放器类
class Player {
constructor() {
// 初始化观察者列表
this.watchers = {}
// 模拟2秒后发布一个'play'事件
setTimeout(() => {
this._publish('play', true)
}, 2000)
// 模拟4秒后发布一个'pause'事件
setTimeout(() => {
this._publish('pause', true)
}, 4000)
}
// 发布事件
_publish(event, data) {
if (this.watchers[event] && this.watchers[event].length) {
this.watchers[event].forEach(callback => callback.bind(this)(data))
}
}
// 订阅事件
subscribe(event, callback) {
this.watchers[event] = this.watchers[event] || []
this.watchers[event].push(callback)
}
// 退订事件
unsubscribe(event = null, callback = null) {
// 如果传入指定事件函数，则仅退订此事件函数
if (callback) {
if (this.watchers[event] && this.watchers[event].length) {
this.watchers[event].splice(this.watchers[event].findIndex(cb => Object.is(cb, callback)), 1)
}
// 如果仅传入事件名称，则退订此事件对应的所有的事件函数
} else if (event) {
this.watchers[event] = []
// 如果未传入任何参数，则退订所有事件
} else {
this.watchers = {}
}
}
}
// 实例化播放器
const player = new Player()
console.log(player)
// 播放事件回调函数1
const onPlayerPlay1 = function(data) {
console.log('1: Player is play, the `this` context is current player', this, data)
}
// 播放事件回调函数2
const onPlayerPlay2 = data => {
console.log('2: Player is play', data)
}
// 暂停事件回调函数
const onPlayerPause = data => {
console.log('Player is pause', data)
}
// 加载事件回调函数
const onPlayerLoaded = data => {
console.log('Player is loaded', data)
}
// 可订阅多个不同事件
player.subscribe('play', onPlayerPlay1)
player.subscribe('play', onPlayerPlay2)
player.subscribe('pause', onPlayerPause)
player.subscribe('loaded', onPlayerLoaded)
// 可以退订指定订阅事件
player.unsubscribe('play', onPlayerPlay2)
// 退订指定事件名称下的所有订阅事件
player.unsubscribe('play')
// 退订所有订阅事件
player.unsubscribe()
// 可以在外部手动发出事件（真实生产场景中，发布特性一般为类内部私有方法）
player._publish('loaded', true)
举个Vue中的例子吧：
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// 事件发布者使用'vm.$emit、vm.$dispatch(vue1.0)、vm.$broadcast(vue1.0)发布事件
// 接受方使用$on方法或组件监听器订阅事件，传递一个回调函数
vm.$emit(event, […args]) // publish
vm.$on(event, callback) // subscribe
vm.$off([event, callback]) // unsubscribe
// 或者组件中监听事件
<component @event="callback" />
// 在Vue中无论是$on方法还是组件监听事件最终都会转化为实例中的监听器
各框架中观察者模式的实现：
Angularjs（AngularJS 1.x.x）中的实现" rel="external nofollow noopenter">Angularjs（AngularJS 1.x.x）中的实现；
同样，Vue中使用Object.defineProperty()实现对数据的双向绑定，在数据变更时，使用notify广播事件，最终同样执行对应属性所维护的Watchers列表进行回调。
中介者模式 Mediator Pattern
中介者在程序设计中非常常见，和观察者模式实现的功能非常相似。
形式上：不像观察者模式那样通过调用pub/sub的形式来实现，而是通过一个中介者统一来管理。
实质上：观察者模式通过维护一堆列表来管理对象间的多对多关系，中介者模式通过统一接口来维护一对多关系，且通信者之间不需要知道彼此之间的关系，只需要约定好API即可。
简单说：就像一辆汽车的行驶系统，观察者模式中，你需要知道车内坐了几个人（维护观察者列表），当汽车发生到站、停车、开车...这些事件（被订阅者事件）时，你需要给这个列表中订阅对应事件的的每个人进行通知； 在中介者模式中，你只需要在车内发出广播（到站啦、停车啦、上车啦...请文明乘车尊老爱幼啦...），而不用关心谁在车上，谁要上车谁要下车，他们自己根据广播做自己要做的事，哪怕他不听广播，听了也不做自己要做的事都无所谓。
中介者模式包含两种角色：
- 中介者（事件发布者）
- 通信者
Javascript中实现一个例子：
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// 汽车
class Bus {
constructor() {
// 初始化所有乘客
this.passengers = {}
}
// 发布广播
broadcast(passenger, message = passenger) {
// 如果车上有乘客
if (Object.keys(this.passengers).length) {
// 如果是针对某个乘客发的，就单独给他听
if (passenger.id && passenger.listen) {
// 乘客他爱听不听
if (this.passengers[passenger.id]) {
this.passengers[passenger.id].listen(message)
}
// 不然就广播给所有乘客
} else {
Object.keys(this.passengers).forEach(passenger => {
if (this.passengers[passenger].listen) {
this.passengers[passenger].listen(message)
}
})
}
}
}
// 乘客上车
aboard(passenger) {
this.passengers[passenger.id] = passenger
}
// 乘客下车
debus(passenger) {
this.passengers[passenger.id] = null
delete this.passengers[passenger.id]
console.log(`乘客${passenger.id}下车`)
}
// 开车
start() {
this.broadcast({ type: 1, content: '前方无障碍，开车！Over'})
}
// 停车
end() {
this.broadcast({ type: 2, content: '老司机翻车，停车！Over'})
}
}
// 乘客
class Passenger {
constructor(id) {
this.id = id
}
// 听广播
listen(message) {
console.log(`乘客${this.id}收到消息`, message)
// 乘客发现停车了，于是自己下车
if (Object.is(message.type, 2)) {
this.debus()
}
}
// 下车
debus() {
console.log(`我是乘客${this.id}，我现在要下车`, bus)
bus.debus(this)
}
}
// 创建一辆汽车
const bus = new Bus()
// 创建两个乘客
const passenger1 = new Passenger(1)
const passenger2 = new Passenger(2)
// 俩乘客分别上车
bus.aboard(passenger1)
bus.aboard(passenger2)
// 2秒后开车
setTimeout(bus.start.bind(bus), 2000)
// 3秒时司机发现2号乘客没买票，2号乘客被驱逐下车
setTimeout(() => {
bus.broadcast(passenger2, { type: 3, content: '同志你好，你没买票，请下车!' })
bus.debus(passenger2)
}, 3000)
// 4秒后到站停车
setTimeout(bus.end.bind(bus), 3600)
// 6秒后再开车，车上已经没乘客了
setTimeout(bus.start.bind(bus), 6666)
上面例子中（当然，稍微扩展了点哈），Bus即为中介者对象，乘客为通信者，乘客具有一些统一的方法API，Bus只管开车停车发广播，执行自己的事物，乘客在不断地接受广播，根据广播信息的类型和内容作出自己的判断，执行事务。
代理模式 Proxy Pattern
简单说就是：为对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
代理模式使得代理对象控制具体对象的引用。代理几乎可以是任何对象：文件，资源，内存中的对象，或者是一些难以复制的东西。
举个例子: 一个工厂制造商品（目标对象），你可以给这个工厂设置一个业务代理（代理对象），提供流水线管理，订单，运货，淘宝网店等多种行为能力（扩展属性）。 当然，里面还有最关键的一点就是，这个代理能把一些骗纸和忽悠都过滤掉，将最真实最直接的订单给工厂，让工厂能够专注于生产（控制访问）。
上面工厂的例子：
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// 真实工厂
class Factory {
constructor(count) {
// 工厂默认有1000件产品
this.productions = count || 1000
}
// 生产商品
produce(count) {
// 原则上低于5个工厂是不接单的
this.productions += count
}
// 向外批发
wholesale(count) {
// 原则上低于10个工厂是不批发的
this.productions -= count
}
}
// 代理工厂
class ProxyFactory extends Factory {
// 代理工厂默认第一次合作就从工厂拿100件库存
constructor(count = 100) {
super(count)
}
// 代理工厂向真实工厂下订单之前会做一些过滤
produce(count) {
if (count > 5) {
super.produce(count)
} else {
console.log('低于5件不接单')
}
}
wholesale(count) {
if (count > 10) {
super.wholesale(count)
} else {
console.log('低于10件不批发')
}
}
taobao(count) {
// ...
}
logistics() {
// ...
}
}
// 创建一个代理工厂
const proxyFactory = new ProxyFactory()
// 通过代理工厂生产4件商品，被拒绝
proxyFactory.produce(4)
// 通过代理工厂批发20件商品
proxyFactory.wholesale(20)
// 代理工厂的剩余商品 80
console.log(proxyFactory.productions)
ES6中的Proxy对象：
ES6中Proxy对象可以理解为：在目标对象之前架设一层“拦截”，外界对该对象的访问，都必须先通过这层拦截，因此提供了一种机制，可以对外界的访问进行过滤和改写。Proxy 这个词的原意是代理，用在这里表示由它来“代理”某些操作，可以译为"代理器"。
基本形式：
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// 参数分别为目标对象和代理解析器
var proxy = new Proxy(target, handler)
无操作转发代理：
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const target = {}
const p = new Proxy(target, {})
p.a = 3 // 被转发到代理的操作
console.log(target.a) // 3 操作已经被正确地转发至目标对象
使用错误拦截属性读取操作：
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const handler = {
get(target, property) {
if (property in target) {
return target[property]
} else {
throw new ReferenceError("Property \"" + property + "\" does not exist.")
}
}
}
const p = new Proxy({}, handler)
p.a = 1
p.b = undefined
console.log(p.a, p.b) // 1, undefined
console.log('c' in p, p.c) // Uncaught ReferenceError: Property "c" does not exist.
实现一个service客户端：
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function createWebService(baseUrl) {
return new Proxy({}, {
get(target, propKey, receiver) {
return () => httpGet(baseUrl+'/' + propKey)
}
})
}
const serviceA = createWebService('http://example.com/data-a')
const serviceB = createWebService('http://example.com/data-b')
const serviceC = createWebService('http://example.com/data-c')
serviceA.employees().then(json => {
const employees = JSON.parse(json)
// ···
})
serviceB...
单例模式 Singleton Pattern
简单说：保证一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点（调用一个类，任何时候返回的都是同一个实例）。
实现方法：使用一个变量来标志当前是否已经为某个类创建过对象，如果创建了，则在下一次获取该类的实例时，直接返回之前创建的对象，否则就创建一个对象。
类/构造函数实例：
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class Singleton {
constructor(name) {
this.name = name
this.instance = null
}
getName() {
alert(this.name)
}
static getInstance(name) {
if (!this.instance) {
this.instance = new Singleton(name)
}
return this.instance
}
}
const instanceA = Singleton.getInstance('seven1')
const instanceB = Singleton.getInstance('seven2')
console.log(instanceA, instanceB)
闭包包装实例：
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const SingletonP = (function() {
let instance
return class Singleton {
constructor(name) {
if (instance) {
return instance
} else {
this.init(name)
instance = this
return this
}
}
init(name) {
this.name = name
console.log('已初始化')
}
}
})()
const instanceA = new SingletonP('seven1')
const instanceB = new SingletonP('seven2')
console.log(instanceA, instanceB)
惰性包装实例：
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const getSingle = function (fn) {
let result
return function() {
return result || (result = fn.apply(this, arguments))
}
}
工厂模式 Factory Pattern
与创建型模式类似，工厂模式创建对象（视为工厂里的产品）时无需指定创建对象的具体类。 工厂模式定义一个用于创建对象的接口，这个接口由子类决定实例化哪一个类。该模式使一个类的实例化延迟到了子类。而子类可以重写接口方法以便创建的时候指定自己的对象类型。
简单说：假如我们想在网页面里插入一些元素，而这些元素类型不固定，可能是图片、链接、文本，根据工厂模式的定义，在工厂模式下，工厂函数只需接受我们要创建的元素的类型，其他的工厂函数帮我们处理。
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// 文本工厂
class Text {
constructor(text) {
this.text = text
}
insert(where) {
const txt = document.createTextNode(this.text)
where.appendChild(txt)
}
}
// 链接工厂
class Link {
constructor(url) {
this.url = url
}
insert(where) {
const link = document.createElement('a')
link.href = this.url
link.appendChild(document.createTextNode(this.url))
where.appendChild(link)
}
}
// 图片工厂
class Image {
constructor(url) {
this.url = url
}
insert(where) {
const img = document.createElement('img')
img.src = this.url
where.appendChild(img)
}
}
// DOM工厂
class DomFactory {
constructor(type) {
return new (this[type]())
}
// 各流水线
link() { return Link }
text() { return Text }
image() { return Image }
}
// 创建工厂
const linkFactory = new DomFactory('link')
const textFactory = new DomFactory('text')
linkFactory.url = 'https://surmon.me'
linkFactory.insert(document.body)
textFactory.text = 'HI! I am surmon.'
textFactory.insert(document.body)
double click three sixes
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