【1024 | 程序员节】浅谈前端开发中常用的设计模式——适配器模式、工厂模式、单例模式等
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2024-03-30 11:04:30
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前言

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文章目录

  • 设计模式
    • 设计模式分类
  • 工厂模式
    • 什么是工厂模式
    • 工厂模式好处
  • 单例模式
    • 什么是单例
    • 哪些地方用到了单例模式
    • 单例优缺点
    • 单例创建方式
  • 开发的过程中你用到过哪些设计模式
    • 适配器模式
    • 单例模式
    • 代理模式
    • 订阅发布模式
    • 观察者模式
  • 什么是 MVVM?与 MVC 有什么区别?

在这里插入图片描述

设计模式

设计模式分类

  1. 创建型模式,共五种:工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
  2. 结构型模式,共七种:适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
  3. 行为型模式,共十一种:策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

工厂模式

什么是工厂模式

它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中,我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑,并且是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。实现了创建者和调用者分离,工厂模式分为简单工厂、工厂方法、抽象工厂模式。

工厂模式好处

  • 工厂模式是我们最常用的实例化对象模式了,是用工厂方法代替new操作的一种模式。
  • 利用工厂模式可以降低程序的耦合性,为后期的维护修改提供了很大的便利。
  • 将选择实现类、创建对象统一管理和控制,从而将调用者跟我们的实现类解耦。

单例模式

什么是单例

保证一个类只有一个实例,并且提供一个访问该全局访问点。

哪些地方用到了单例模式

  • 网站的计数器,一般也是采用单例模式实现,否则难以同步。
  • 应用程序的日志应用,一般都是单例模式实现,只有一个实例去操作才好,否则内容不好追加显示。
  • 多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式,因为线程池要方便对池中的线程进行控制。
  • Windows的(任务管理器)就是很典型的单例模式,它不能打开俩个。
  • windows的(回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中,回收站只维护一个实例。

单例优缺点

优点:

  1. 在单例模式中,活动的单例只有一个实例,对单例类的所有实例化得到的都是相同的一个实例,这样就防止其它对象对自己的实例化,确保所有的对象都访问一个实例。
  2. 单例模式具有一定的伸缩性,类自己来控制实例化进程,类就在改变实例化进程上有相应的伸缩性。
  3. 提供了对唯一实例的受控访问。
  4. 由于在系统内存中只存在一个对象,因此可以节约系统资源,当需要频繁创建和销毁的对象时单例模式无疑可以提高系统的性能。
  5. 允许可变数目的实例。
  6. 避免对共享资源的多重占用。

缺点:

  1. 不适用于变化的对象,如果同一类型的对象总是要在不同的用例场景发生变化,单例就会引起数据的错误,不能保存彼此的状态。
  2. 由于单例模式中没有抽象层,因此单例类的扩展有很大的困难。
  3. 单例类的职责过重,在一定程度上违背了"单一职责原则"。
  4. 滥用单例将带来一些负面问题,如为了节省资源将数据库连接池对象设计为的单例类,可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出;如果实例化的对象长时间不被利用,系统会认为是垃圾而被回收,这将导致对象状态的丢失。

单例创建方式

主要使用懒汉和懒汉式

  1. 饿汉式:类初始化时,会立即加载该对象,线程天生安全,调用效率高。
  2. 懒汉式:类初始化时,不会初始化该对象,真正需要使用的时候才会创建该对象,具备懒加载功能。

开发的过程中你用到过哪些设计模式

设计模式的定义: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

设计模式是前人解决某个特定场景下对而总结出来的一些解决方案。可能刚开始接触编程还没有什么经验的时候,会感觉设计模式没那么好理解,这个也很正常。有些简单的设计模式我们有时候用到,不过没意识到也是存在的。
学习设计模式,可以让我们在处理问题的时候提供更多更快的解决思路。

适配器模式

这个是我们常使用的设计模式,也算最简单的设计模式之一,好处在于可以保持原有接口的数据结构不变动

适配器模式(Adapter Pattern)是作为两个不兼容的接口之间的桥梁。

例子
适配器模式很好理解,假设我们和后端定义了一个接口数据结构为(可以理解为旧接口):

[{"label": "选择一","value": 0},{"label": "选择二","value": 1}
]

但是后端后面因为其他原因,需要定义返回的结构为(可以理解为新接口):

[{"label": "选择一","text": 0},{"label": "选择二","text": 1}
]

然后我们前端使用到后端接口有好几处,那么我可以把新的接口字段结构适配为老接口的,就不需要各处去修改字段,只要把源头的数据适配好就可以了。
当然上面的是非常简单的场景,也是经常用到的场景。或许你会认为后端处理不更好了,的确是这样更好,但是这个不是我们讨论的范围。

单例模式

单例模式,从字面意思也很好理解,就是实例化多次都只会有一个实例

有些场景实例化一次,可以达到缓存效果,可以减少内存占用。还有些场景就是必须只能实例化一次,否则实例化多次会覆盖之前的实例,导致出现 bug(这种场景比较少见)。
例子
实现弹框的一种做法是先创建好弹框, 然后使之隐藏, 这样的话会浪费部分不必要的 DOM 开销, 我们可以在需要弹框的时候再进行创建, 同时结合单例模式实现只有一个实例, 从而节省部分 DOM 开销。下列为登入框部分代码:

const createLoginLayer = function() {const div = document.createElement('div')div.innerHTML = '登入浮框'div.style.display = 'none'document.body.appendChild(div)return div
}

使单例模式和创建弹框代码解耦

const getSingle = function(fn) {const resultreturn function() {return result || result = fn.apply(this, arguments)}
}
const createSingleLoginLayer = getSingle(createLoginLayer)document.getElementById('loginBtn').onclick = function() {createSingleLoginLayer()
}

代理模式

代理模式的定义: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。

虚拟代理
下面这段代码运用代理模式来实现图片预加载,可以看到通过代理模式巧妙地将创建图片与预加载逻辑分离,并且在未来如果不需要预加载,只要改成请求本体代替请求代理对象就行。

const myImage = (function() {const imgNode = document.createElement('img')document.body.appendChild(imgNode)return {setSrc: function(src) {imgNode.src = src}}
})()const proxyImage = (function() {const img = new Image()img.onload = function() { // http 图片加载完毕后才会执行myImage.setSrc(this.src)}return {setSrc: function(src) {myImage.setSrc('loading.jpg') // 本地 loading 图片img.src = src}}
})()proxyImage.setSrc('http://loaded.jpg')

缓存代理

在原有的功能上加上结果缓存功能,就属于缓存代理。

原先有个功能是实现字符串反转(reverseString),那么在不改变 reverseString 的现有逻辑,我们可以使用缓存代理模式实现性能的优化,当然也可以在值改变的时候去处理下其他逻辑,如 Vue computed 的用法。

function reverseString(str) {return str.split('').reverse().join('')
}
const reverseStringProxy = (function() {const cached = {}return function(str) {if (cached[str]) {return cached[str]}cached[str] = reverseString(str)return cached[str]}
})()

订阅发布模式

在软件架构中,发布-订阅是一种消息范式,消息的发送者(称为发布者)不会将消息直接发送给特定的接收者(称为订阅者)。而是将发布的消息分为不同的类别,无需了解哪些订阅者(如果有的话)可能存在。同样的,订阅者可以表达对一个或多个类别的兴趣,只接收感兴趣的消息,无需了解哪些发布者(如果有的话)存在。

从字面意思来看,我们需要首先订阅,发布者发布消息后才会收到发布的消息。不过我们还需要一个中间者来协调,从事件角度来说,这个中间者就是事件中心协调发布者和订阅者直接的消息通信

完成订阅发布整个流程需要三个角色:

  • 发布者
  • 事件中心
  • 订阅者(订阅者是可以多个的。)

以事件为例,简单流程如下:

发布者->事件中心<=>订阅者,订阅者需要向事件中心订阅指定的事件 -> 发布者向事件中心发布指定事件内容 -> 事件中心通知订阅者 -> 订阅者收到消息(可能是多个订阅者),到此完成了一次订阅发布的流程。

简单的代码实现如下:

class Event {constructor() {// 所有 eventType 监听器回调函数(数组)this.listeners = {}}/*** 订阅事件* @param {String} eventType 事件类型* @param {Function} listener 订阅后发布动作触发的回调函数,参数为发布的数据*/on(eventType, listener) {if (!this.listeners[eventType]) {this.listeners[eventType] = []}this.listeners[eventType].push(listener)}/*** 发布事件* @param {String} eventType 事件类型* @param {Any} data 发布的内容*/emit(eventType, data) {const callbacks = this.listeners[eventType]if (callbacks) {callbacks.forEach((c) => {c(data)})}}
}const event = new Event()
event.on('open', (data) => {console.log(data)
})
event.emit('open', { open: true })

Event 可以理解为事件中心,提供了订阅和发布功能。
订阅者在订阅事件的时候,只关注事件本身,而不关心谁会发布这个事件;发布者在发布事件的时候,只关注事件本身,而不关心谁订阅了这个事件。

观察者模式

观察者模式定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个目标对象,当这个目标对象的状态发生变化时,会通知所有观察者对象,使它们能够自动更新。

观察者模式我们可能比较熟悉的场景就是响应式数据,如 Vue 的响应式、Mbox 的响应式。
观察者模式完成整个流程需要两个角色:

  • 目标
  • 观察者
    简单流程如下:

目标<=>观察者,观察者观察目标(监听目标)-> 目标发生变化-> 目标主动通知观察者(可能是多个)。

什么是 MVVM?与 MVC 有什么区别?

MVC、MVP 和 MVVM 是三种常见的软件架构设计模式,主要通过分离关注点的方式来组织代码结构,优化我们的开发效率。

比如说我们实验室在以前项目开发的时候,使用单页应用时,往往一个路由页面对应了一个脚本文件,所有的页面逻辑都在一个脚本文件里。页面的渲染、数据的获取,对用户事件的响应所有的应用逻辑都混合在一起,这样在开发简单项目时,可能看不出什么问题,但是一旦项目变得复杂,那么整个文件就会变得冗长,混乱,这样对我们的项目开发和后期的项目维护是非常不利的。

  • MVC 通过分离 Model、View 和 Controller 的方式来组织代码结构。其中 View 负责页面的显示逻辑,Model 负责存储页面的业务数据,以及对相应数据的操作。并且 View 和 Model 应用了观察者模式,当 Model 层发生改变的时候它会通知有关 View 层更新页面。Controller 层是 View 层和 Model 层的纽带,它主要负责用户与应用的响应操作,当用户与页面产生交互的时候,Controller 中的事件触发器就开始工作了,通过调用 Model 层,来完成对 Model 的修改,然后 Model 层再去通知 View 层更新。
  • MVVM 模式中的 VM,指的是 ViewModel,它和 MVP 的思想其实是相同的,不过它通过双向的数据绑定将 View 和 Model 的同步更新给自动化了。当 Model 发生变化的时候,ViewModel 就会自动更新;ViewModel 变化了,View 也会更新。这样就将 Presenter 中的工作给自动化了。双向数据绑定的原理,比如 vue 是通过使用数据劫持和发布订阅者模式来实现的这一功能。

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