前端常用的设计模式

前言

设计模式定义：在面向对象软件设计过程中 针对特定问题的简洁而优雅的解决方案。在不同的编程语言中，对设计模式的实现其实是可能会有区别的。

1，单例模式

定义：是保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问它的全局访问点。

   需求：一些对象我们往往只需要一个，比如线程池、全局缓存、浏览器中的window对象、登录浮窗等。
   实现：用一个变量标识当前是否已经为某个类创建过对象，如果是，则在下一次获取这个类的实例时，直接返回之前创建的对象。
   优点：
   可以用来划分命名空间，减少全局变量的数量
   可以被实例化，且实例化一次，再次实例化生成的也是第一个实例

基础栗子：

// 单例模式
var Singleton = function(name){
    this.name = name;
    this.instance = null;
};
Singleton.prototype.getName = function(){
    return this.name;
};
// 获取实例对象
Singleton.getInstance = function(name) {
    if(!this.instance) {
        this.instance = new Singleton(name);
    }
    return this.instance;
};
// 测试单例模式的实例
var a = Singleton.getInstance("aa");
var b = Singleton.getInstance("bb");

console.log(a===b)    // true

实践栗子：

(function () {
    //管理单例的逻辑代码，如果没有数据则创建，有数据则返回
   var getSingle = function(fn){ //参数为创建对象的方法
       var result;
       return function(){ //判断是Null或赋值
           return result || (result = fn.apply(this,arguments));
       };
   };
    //创建登录窗口方法
    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;
    };
    //单例方法
    var createSingleLoginLayer = getSingle(createLoginLayer);

    //使用惰性单例，进行创建
    document.getElementById('loginBtn').onclick = function(){
        var loginLayer = createSingleLoginLayer();
        loginLayer.style.display = 'block';
    };
})()

2，观察者模式

定义：对象间的一种一对多的依赖关系。

  需求：当一个对象的状态发生变化时，所有依赖于他的对象都将得到通知。
  优点：时间上的解耦，对象之间的解耦。
  实现：
  首先，指定好谁充当发布者；    
  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； 
  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。

基础栗子：

var salesOffices = {};                           // 定义售楼处
salesOffices.clientList = [];                    // 缓存列表，存放订阅者的回调函数
salesOffices.listen = function( fn ){            // 增加订阅者
    this.clientList.push( fn );                  // 订阅的消息添加进缓存列表
};
salesOffices.trigger = function(){               // 发布消息
    for( var i = 0, fn; fn = this.clientList[ i++ ]; ){
        fn.apply( this, arguments );             // arguments 是发布消息时带上的参数
    }
};
//调用
salesOffices.listen( function( price, squareMeter ){//订阅消息
    console.log( '价格= ' + price );
    console.log( 'squareMeter= ' + squareMeter );
});
salesOffices.trigger( 2000000, 88 );                // 输出：200 万，88 平方米

实践栗子：登录页面登录后，会需要刷新各个模块的信息（头像、nav）这类。

var ObserverEvent = (function () {
        var clientList = [], listen, trigger, remove;
        listen = function (key, fn) {
            if (!clientList[key]) {
                clientList[key] = [];
            }
            clientList[key].push(fn);
        };
        trigger = function () {
            var key = Array.prototype.shift.call(arguments), fns = clientList[key];
            if (!fns || fns.length === 0) {
                return false;
            }
            for (var i = 0, fn; fn = fns[i++];) {
                fn.apply(this, arguments);
            }
        };
        remove = function (key, fn) {
            var fns = clientList[key];
            if (!fns) {
                return false;
            }
            if (!fn) {
                fns && (fns.length = 0);
            } else {
                for (var l = fns.length - 1; l >= 0; l--) {
                    var _fn = fns[l];
                    if (_fn === fn) {
                        fns.splice(l, 1);
                    }
                }
            }
        };
        return {
            listen:listen,
            trigger:trigger,
            remove:remove
        }
    })();
    ObserverEvent.listen('squareMeter88', fn1 = function (price) {
        console.log('价格=' + price);
    });
    ObserverEvent.listen('squareMeter100', function (price) {
        console.log('价格=' + price);
    });
    ObserverEvent.trigger('squareMeter88', 200000);

//刷新模块信息
var header = (function () {
        ObserverEvent.listen('loginSucc', function (data) {
            header.setAvatar(data.avatar);
        });
        return {
            setAvatar: function (data) {
                console.log(data + "设置header成功");
            }
        }
    })();
    var nav = (function () {
        ObserverEvent.listen('loginSucc', function (data) {
            nav.setAvatar(data.avatar)
        });
        return {
            setAvatar: function (data) {
                console.log(data + '设置nav成功');
            }
        }
    })();
    var data = {};
    data.avatar = "参数";
    ObserverEvent.trigger('loginSucc', data);

3，工厂模式

定义：将其成员对象的实例化推迟到子类来实现的类。

 需求：创建对象的流程赋值的时候，比如依赖于很多设置文件等 ；处理大量具有相同属性的小对象；注：不能滥用
 优点：不暴露创建对象的具体逻辑，而是将将逻辑封装在一个函数中。     
 分类：简单工厂，工厂方法和抽象工厂。

实现：
3.1 简单工厂模式 （创建单一对象，需要的类比较少）

let UserFactory = function (role) {
  function SuperAdmin() {
    this.name = "超级管理员",
    this.viewPage = ['首页', '通讯录', '发现页', '应用数据', '权限管理']
  }
  function Admin() {
    this.name = "管理员",
    this.viewPage = ['首页', '通讯录', '发现页', '应用数据']
  }
  function NormalUser() {
    this.name = '普通用户',
    this.viewPage = ['首页', '通讯录', '发现页']
  }

  switch (role) {
    case 'superAdmin':
      return new SuperAdmin();
      break;
    case 'admin':
      return new Admin();
      break;
    case 'user':
      return new NormalUser();
      break;
    default:
      throw new Error('参数错误, 可选参数:superAdmin、admin、user');
  }
}

3.2 工厂方法模式 （创建多类对象，需要的类比较多）
为方便后续新增类方便，只需改一处代码，封装了工厂方法而已。并且把类都放在工厂类原型中实现。

//安全模式创建的工厂方法函数
let UserFactory = function(role) {
  if(this instanceof UserFactory) {
    var s = new this[role]();
    return s;
  } else {
    return new UserFactory(role);
  }
}

//工厂方法函数的原型中设置所有对象的构造函数
UserFactory.prototype = {
  SuperAdmin: function() {
    this.name = "超级管理员",
    this.viewPage = ['首页', '通讯录', '发现页', '应用数据', '权限管理']
  },
  Admin: function() {
    this.name = "管理员",
    this.viewPage = ['首页', '通讯录', '发现页', '应用数据']
  },
  NormalUser: function() {
    this.name = '普通用户',
    this.viewPage = ['首页', '通讯录', '发现页']
  }
}

//调用
let superAdmin = UserFactory('SuperAdmin');
let admin = UserFactory('Admin') 
let normalUser = UserFactory('NormalUser')

3.3 抽象工厂模式 （创建父类，子类继承父类，具体实现在子类）
抽象工厂其实是实现子类继承父类的方法，只是一个方法。
抽象工厂模式一般用在多人协作的超大型项目中，并且严格的要求项目以面向对象的思想进行完成。

// 抽象工厂方法
var VehicleFatory = function(subType, superType) {
    // 判断抽象工厂中是否有该抽象类
    if(typeof VehicleFactory[superType] === 'function') {
        // 缓存类
        function F() {};
        // 继承父类属性和方法
        F.prototype = new VehicleFactory[superType] ();
        // 将子类constructor 指向子类
        subType.constructor = subType;
        // 子类原型继承'父类'
        subType.prototype = new F();
    } else {
        // 不存在该抽象类抛出错误
        throw new Error('未创建该抽象类');
    }
};

// 小汽车抽象类
VehicleFactory.Car = function() {
    this.type = 'car';
};
VehicleFactory.Car.prototype = {
    getPrice: function() { return new Error('抽象方法不能调用'); },
    getSpeed: function() { return new Error('抽象方法不能调用'); }
};

// 公交车抽象类
VehicleFactory.Bus = function() {
    this.type = 'bus';
};
VehicleFactory.Bus.prototype = {
    getPrice: function() { return new Error('抽象方法不能调用'); },
    getSpeed: function() { return new Error('抽象方法不能调用'); }
};

// 货车抽象类
VehicleFactory.Truck = function() {
    this.type = 'truck';
};
VehicleFactory.Truck.prototype = {
    getPrice: function() { return new Error('抽象方法不能调用'); },
    getSpeed: function() { return new Error('抽象方法不能调用'); }
};

// 创建产品子类继承相应的产品簇抽象类
// 宝马汽车子类
var BMW = function(price, speed) {
    this.price = price;
    this.speed = speed;
}
//抽象工厂实现对Car抽象类的继承
VehicleFactory(BMW, 'Car');
BMW.prototype.getPrice = function() { return this.price };
BMW.prototype.getSpeed = function() { return this.speed };

// 公交车...
// 货车...

4，命令模式：

 定义：用来对方法调用进行参数化处理和传送，经过这样处理过的方法调用可以在任何需要的时候执行。
   需求：有时候需要向某些对象发送请求，但是并不知道请求的接收者是谁，也不知道被请求的操作是什么，此时希望用一种松耦合的方式来设计软件，使得请求发送者和请求接收者能够消除彼此之间的耦合关系。

实现：将函数的调用、请求和操作封装成一个单一的对象。

var setCommand = function(button,func) {
    button.onclick = function(){
        func();
    }
 };
 var MenuBar = {
    refersh: function(){
        alert("刷新菜单界面");
    }
 };
 var SubMenu = {
    add: function(){
        alert("增加菜单");
    }
 };
 // 刷新菜单
 var RefreshMenuBarCommand = function(receiver) {
    return function(){
        receiver.refersh();
    };
 };
 // 增加菜单
 var AddSubMenuCommand = function(receiver) {
    return function(){
        receiver.add();
    };
 };
 var refershMenuBarCommand = RefreshMenuBarCommand(MenuBar);
 // 增加菜单
 var addSubMenuCommand = AddSubMenuCommand(SubMenu);
 setCommand(b1,refershMenuBarCommand);

 setCommand(b2,addSubMenuCommand);

5，职责链模式：

  定义：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。（大函数分割成一个个小函数，清晰，各司其职）
  需求：代码不清晰，可读性差，拆分函数。

实现：

//----------------------改造前---------------
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


//--------------------- 改造后----------------------------


// 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