JavaScript中常見的十五種設計模式

時間 2019-11-06

標籤 javascript 常見的十五設計模式欄目 JavaScript 简体版

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在程序設計中有不少實用的設計模式，而其中大部分語言的實現都是基於「類」。css

在JavaScript中並無類這種概念，JS中的函數屬於一等對象，在JS中定義一個對象很是簡單（var obj = {}），而基於JS中閉包與弱類型等特性，在實現一些設計模式的方式上不同凡響。html

本文基於《JavaScript設計模式與開發實踐》一書，用一些例子總結一下JS常見的設計模式與實現方法。文章略長，自備瓜子板凳~前端

設計原則

單一職責原則（SRP）web

一個對象或方法只作一件事情。若是一個方法承擔了過多的職責，那麼在需求的變遷過程當中，須要改寫這個方法的可能性就越大。面試

應該把對象或方法劃分紅較小的粒度算法

最少知識原則（LKP）編程

一個軟件實體應當儘量少地與其餘實體發生相互做用後端

應當儘可能減小對象之間的交互。若是兩個對象之間沒必要彼此直接通訊，那麼這兩個對象就不要發生直接的相互聯繫，能夠轉交給第三方進行處理設計模式

開放-封閉原則（OCP）數組

軟件實體（類、模塊、函數）等應該是能夠擴展的，可是不可修改

當須要改變一個程序的功能或者給這個程序增長新功能的時候，可使用增長代碼的方式，儘可能避免改動程序的源代碼，防止影響原系統的穩定

什麼是設計模式

做者的這個說明解釋得挺好

假設有一個空房間，咱們要日復一日地往裏面放一些東西。最簡單的辦法固然是把這些東西直接扔進去，可是時間久了，就會發現很難從這個房子裏找到本身想要的東西，要調整某幾樣東西的位置也不容易。因此在房間裏作一些櫃子也許是個更好的選擇，雖然櫃子會增長咱們的成本，但它能夠在維護階段爲咱們帶來好處。使用這些櫃子存放東西的規則，或許就是一種模式

學習設計模式，有助於寫出可複用和可維護性高的程序

設計模式的原則是「找出程序中變化的地方，並將變化封裝起來」，它的關鍵是意圖，而不是結構。

不過要注意，使用不當的話，可能會事倍功半。

1、單例模式

1. 定義

保證一個類僅有一個實例，並提供一個訪問它的全局訪問點

2. 核心

確保只有一個實例，並提供全局訪問

3. 實現

假設要設置一個管理員，屢次調用也僅設置一次，咱們可使用閉包緩存一個內部變量來實現這個單例

function SetManager(name) {
    this.manager = name;
}

SetManager.prototype.getName = function() {
    console.log(this.manager);
};

var SingletonSetManager = (function() {
    var manager = null;

    return function(name) {
        if (!manager) {
            manager = new SetManager(name);
        }

        return manager;
    } 
})();

SingletonSetManager('a').getName(); // a
SingletonSetManager('b').getName(); // a
SingletonSetManager('c').getName(); // a

這是比較簡單的作法，可是假如咱們還要設置一個HR呢？就得複製一遍代碼了

因此，能夠改寫單例內部，實現地更通用一些

// 提取出通用的單例
function getSingleton(fn) {
    var instance = null;

    return function() {
        if (!instance) {
            instance = fn.apply(this, arguments);
        }

        return instance;
    }
}

再進行調用，結果仍是同樣

// 獲取單例
var managerSingleton = getSingleton(function(name) {
    var manager = new SetManager(name);
    return manager;
});

managerSingleton('a').getName(); // a
managerSingleton('b').getName(); // a
managerSingleton('c').getName(); // a

這時，咱們添加HR時，就不須要更改獲取單例內部的實現了，僅須要實現添加HR所須要作的，再調用便可

function SetHr(name) {
    this.hr = name;
}

SetHr.prototype.getName = function() {
    console.log(this.hr);
};

var hrSingleton = getSingleton(function(name) {
    var hr = new SetHr(name);
    return hr;
});

hrSingleton('aa').getName(); // aa
hrSingleton('bb').getName(); // aa
hrSingleton('cc').getName(); // aa

或者，僅想要建立一個div層，不須要將對象實例化，直接調用函數

結果爲頁面中僅有第一個建立的div

function createPopup(html) {
    var div = document.createElement('div');
    div.innerHTML = html;
    document.body.append(div);

    return div;
}

var popupSingleton = getSingleton(function() {
    var div = createPopup.apply(this, arguments);
    return div;
});

console.log(
    popupSingleton('aaa').innerHTML,
    popupSingleton('bbb').innerHTML,
    popupSingleton('bbb').innerHTML
); // aaa  aaa  aaa

2、策略模式

1. 定義

定義一系列的算法，把它們一個個封裝起來，而且使它們能夠相互替換。

2. 核心

將算法的使用和算法的實現分離開來。

一個基於策略模式的程序至少由兩部分組成：

第一個部分是一組策略類，策略類封裝了具體的算法，並負責具體的計算過程。

第二個部分是環境類Context，Context接受客戶的請求，隨後把請求委託給某一個策略類。要作到這點，說明Context 中要維持對某個策略對象的引用

3. 實現

策略模式能夠用於組合一系列算法，也可用於組合一系列業務規則

假設須要經過成績等級來計算學生的最終得分，每一個成績等級有對應的加權值。咱們能夠利用對象字面量的形式直接定義這個組策略

// 加權映射關係
var levelMap = {
    S: 10,
    A: 8,
    B: 6,
    C: 4
};

// 組策略
var scoreLevel = {
    basicScore: 80,

    S: function() {
        return this.basicScore + levelMap['S']; 
    },

    A: function() {
        return this.basicScore + levelMap['A']; 
    },

    B: function() {
        return this.basicScore + levelMap['B']; 
    },

    C: function() {
        return this.basicScore + levelMap['C']; 
    }
}

// 調用
function getScore(level) {
    return scoreLevel[level] ? scoreLevel[level]() : 0;
}

console.log(
    getScore('S'),
    getScore('A'),
    getScore('B'),
    getScore('C'),
    getScore('D')
); // 90 88 86 84 0

在組合業務規則方面，比較經典的是表單的驗證方法。這裏列出比較關鍵的部分

// 錯誤提示
var errorMsgs = {
    default: '輸入數據格式不正確',
    minLength: '輸入數據長度不足',
    isNumber: '請輸入數字',
    required: '內容不爲空'
};

// 規則集
var rules = {
    minLength: function(value, length, errorMsg) {
        if (value.length < length) {
            return errorMsg || errorMsgs['minLength']
        }
    },
    isNumber: function(value, errorMsg) {
        if (!/\d+/.test(value)) {
            return errorMsg || errorMsgs['isNumber'];
        }
    },
    required: function(value, errorMsg) {
        if (value === '') {
            return errorMsg || errorMsgs['required'];
        }
    }
};

// 校驗器
function Validator() {
    this.items = [];
};

Validator.prototype = {
    constructor: Validator,
    
    // 添加校驗規則
    add: function(value, rule, errorMsg) {
        var arg = [value];

        if (rule.indexOf('minLength') !== -1) {
            var temp = rule.split(':');
            arg.push(temp[1]);
            rule = temp[0];
        }

        arg.push(errorMsg);

        this.items.push(function() {
            // 進行校驗
            return rules[rule].apply(this, arg);
        });
    },
    
    // 開始校驗
    start: function() {
        for (var i = 0; i < this.items.length; ++i) {
            var ret = this.items[i]();
            
            if (ret) {
                console.log(ret);
                // return ret;
            }
        }
    }
};

// 測試數據
function testTel(val) {
    return val;
}

var validate = new Validator();

validate.add(testTel('ccc'), 'isNumber', '只能爲數字'); // 只能爲數字
validate.add(testTel(''), 'required'); // 內容不爲空
validate.add(testTel('123'), 'minLength:5', '最少5位'); // 最少5位
validate.add(testTel('12345'), 'minLength:5', '最少5位');

var ret = validate.start();

console.log(ret);

4. 優缺點

優勢

能夠有效地避免多重條件語句，將一系列方法封裝起來也更直觀，利於維護

缺點

每每策略集會比較多，咱們須要事先就瞭解定義好全部的狀況

3、代理模式

1. 定義

爲一個對象提供一個代用品或佔位符，以便控制對它的訪問

2. 核心

當客戶不方便直接訪問一個對象或者不知足須要的時候，提供一個替身對象來控制對這個對象的訪問，客戶實際上訪問的是替身對象。

替身對象對請求作出一些處理以後，再把請求轉交給本體對象

代理和本體的接口具備一致性，本體定義了關鍵功能，而代理是提供或拒絕對它的訪問，或者在訪問本體以前作一些額外的事情

3. 實現

代理模式主要有三種：保護代理、虛擬代理、緩存代理

保護代理主要實現了訪問主體的限制行爲，以過濾字符做爲簡單的例子

// 主體，發送消息
function sendMsg(msg) {
    console.log(msg);
}

// 代理，對消息進行過濾
function proxySendMsg(msg) {
    // 無消息則直接返回
    if (typeof msg === 'undefined') {
        console.log('deny');
        return;
    }
    
    // 有消息則進行過濾
    msg = ('' + msg).replace(/泥\s*煤/g, '');

    sendMsg(msg);
}


sendMsg('泥煤呀泥 煤呀'); // 泥煤呀泥 煤呀
proxySendMsg('泥煤呀泥 煤'); // 呀
proxySendMsg(); // deny

它的意圖很明顯，在訪問主體以前進行控制，沒有消息的時候直接在代理中返回了，拒絕訪問主體，這數據保護代理的形式

有消息的時候對敏感字符進行了處理，這屬於虛擬代理的模式

虛擬代理在控制對主體的訪問時，加入了一些額外的操做

在滾動事件觸發的時候，也許不須要頻繁觸發，咱們能夠引入函數節流，這是一種虛擬代理的實現

// 函數防抖，頻繁操做中不處理，直到操做完成以後（再過 delay 的時間）才一次性處理
function debounce(fn, delay) {
    delay = delay || 200;
    
    var timer = null;

    return function() {
        var arg = arguments;
          
        // 每次操做時，清除上次的定時器
        clearTimeout(timer);
        timer = null;
        
        // 定義新的定時器，一段時間後進行操做
        timer = setTimeout(function() {
            fn.apply(this, arg);
        }, delay);
    }
};

var count = 0;

// 主體
function scrollHandle(e) {
    console.log(e.type, ++count); // scroll
}

// 代理
var proxyScrollHandle = (function() {
    return debounce(scrollHandle, 500);
})();

window.onscroll = proxyScrollHandle;

緩存代理能夠爲一些開銷大的運算結果提供暫時的緩存，提高效率

來個栗子，緩存加法操做

// 主體
function add() {
    var arg = [].slice.call(arguments);

    return arg.reduce(function(a, b) {
        return a + b;
    });
}

// 代理
var proxyAdd = (function() {
    var cache = [];

    return function() {
        var arg = [].slice.call(arguments).join(',');
        
        // 若是有，則直接從緩存返回
        if (cache[arg]) {
            return cache[arg];
        } else {
            var ret = add.apply(this, arguments);
            return ret;
        }
    };
})();

console.log(
    add(1, 2, 3, 4),
    add(1, 2, 3, 4),

    proxyAdd(10, 20, 30, 40),
    proxyAdd(10, 20, 30, 40)
); // 10 10 100 100

4、迭代器模式

1. 定義

迭代器模式是指提供一種方法順序訪問一個聚合對象中的各個元素，而又不須要暴露該對象的內部表示。

2. 核心

在使用迭代器模式以後，即便不關心對象的內部構造，也能夠按順序訪問其中的每一個元素

3. 實現

JS中數組的map forEach 已經內置了迭代器

[1, 2, 3].forEach(function(item, index, arr) {
    console.log(item, index, arr);
});

不過對於對象的遍歷，每每不能與數組同樣使用同一的遍歷代碼

咱們能夠封裝一下

function each(obj, cb) {
    var value;

    if (Array.isArray(obj)) {
        for (var i = 0; i < obj.length; ++i) {
            value = cb.call(obj[i], i, obj[i]);

            if (value === false) {
                break;
            }
        }
    } else {
        for (var i in obj) {
            value = cb.call(obj[i], i, obj[i]);

            if (value === false) {
                break;
            }
        }
    }
}

each([1, 2, 3], function(index, value) {
    console.log(index, value);
});

each({a: 1, b: 2}, function(index, value) {
    console.log(index, value);
});

// 0 1
// 1 2
// 2 3

// a 1
// b 2

再來看一個例子，強行地使用迭代器，來了解一下迭代器也能夠替換頻繁的條件語句

雖然例子不太好，但在其餘負責的分支判斷狀況下，也是值得考慮的

function getManager() {
    var year = new Date().getFullYear();

    if (year <= 2000) {
        console.log('A');
    } else if (year >= 2100) {
        console.log('C');
    } else {
        console.log('B');
    }
}

getManager(); // B

將每一個條件語句拆分出邏輯函數，放入迭代器中迭代

function year2000() {
    var year = new Date().getFullYear();

    if (year <= 2000) {
        console.log('A');
    }

    return false;
}

function year2100() {
    var year = new Date().getFullYear();

    if (year >= 2100) {
        console.log('C');
    }

    return false;
}

function year() {
    var year = new Date().getFullYear();

    if (year > 2000 && year < 2100) {
        console.log('B');
    }

    return false;
}

function iteratorYear() {
    for (var i = 0; i < arguments.length; ++i) {
        var ret = arguments[i]();

        if (ret !== false) {
            return ret;
        }
    }
}

var manager = iteratorYear(year2000, year2100, year); // B

5、發佈-訂閱模式

1. 定義

也稱做觀察者模式，定義了對象間的一種一對多的依賴關係，當一個對象的狀態發生改變時，全部依賴於它的對象都將獲得通知

2. 核心

取代對象之間硬編碼的通知機制，一個對象不用再顯式地調用另一個對象的某個接口。

與傳統的發佈-訂閱模式實現方式（將訂閱者自身當成引用傳入發佈者）不一樣，在JS中一般使用註冊回調函數的形式來訂閱

3. 實現

JS中的事件就是經典的發佈-訂閱模式的實現

// 訂閱
document.body.addEventListener('click', function() {
    console.log('click1');
}, false);

document.body.addEventListener('click', function() {
    console.log('click2');
}, false);

// 發佈
document.body.click(); // click1  click2

本身實現一下

小A在公司C完成了筆試及面試，小B也在公司C完成了筆試。他們焦急地等待結果，每隔半天就電話詢問公司C，致使公司C很不耐煩。

一種解決辦法是 AB直接把聯繫方式留給C，有結果的話C天然會通知AB

這裏的「詢問」屬於顯示調用，「留給」屬於訂閱，「通知」屬於發佈

// 觀察者
var observer = {
    // 訂閱集合
    subscribes: [],

    // 訂閱
    subscribe: function(type, fn) {
        if (!this.subscribes[type]) {
            this.subscribes[type] = [];
        }
        
        // 收集訂閱者的處理
        typeof fn === 'function' && this.subscribes[type].push(fn);
    },

    // 發佈  可能會攜帶一些信息發佈出去
    publish: function() {
        var type = [].shift.call(arguments),
            fns = this.subscribes[type];
        
        // 不存在的訂閱類型，以及訂閱時未傳入處理回調的
        if (!fns || !fns.length) {
            return;
        }
        
        // 挨個處理調用
        for (var i = 0; i < fns.length; ++i) {
            fns[i].apply(this, arguments);
        }
    },
    
    // 刪除訂閱
    remove: function(type, fn) {
        // 刪除所有
        if (typeof type === 'undefined') {
            this.subscribes = [];
            return;
        }

        var fns = this.subscribes[type];

        // 不存在的訂閱類型，以及訂閱時未傳入處理回調的
        if (!fns || !fns.length) {
            return;
        }

        if (typeof fn === 'undefined') {
            fns.length = 0;
            return;
        }

        // 挨個處理刪除
        for (var i = 0; i < fns.length; ++i) {
            if (fns[i] === fn) {
                fns.splice(i, 1);
            }
        }
    }
};

// 訂閱崗位列表
function jobListForA(jobs) {
    console.log('A', jobs);
}

function jobListForB(jobs) {
    console.log('B', jobs);
}

// A訂閱了筆試成績
observer.subscribe('job', jobListForA);
// B訂閱了筆試成績
observer.subscribe('job', jobListForB);


// A訂閱了筆試成績
observer.subscribe('examinationA', function(score) {
    console.log(score);
});

// B訂閱了筆試成績
observer.subscribe('examinationB', function(score) {
    console.log(score);
});

// A訂閱了面試結果
observer.subscribe('interviewA', function(result) {
    console.log(result);
});

observer.publish('examinationA', 100); // 100
observer.publish('examinationB', 80); // 80
observer.publish('interviewA', '備用'); // 備用

observer.publish('job', ['前端', '後端', '測試']); // 輸出A和B的崗位


// B取消訂閱了筆試成績
observer.remove('examinationB');
// A都取消訂閱了崗位
observer.remove('job', jobListForA);

observer.publish('examinationB', 80); // 沒有可匹配的訂閱，無輸出
observer.publish('job', ['前端', '後端', '測試']); // 輸出B的崗位

4. 優缺點

優勢

一爲時間上的解耦，二爲對象之間的解耦。能夠用在異步編程中與MV*框架中

缺點

建立訂閱者自己要消耗必定的時間和內存，訂閱的處理函數不必定會被執行，駐留內存有性能開銷

弱化了對象之間的聯繫，複雜的狀況下可能會致使程序難以跟蹤維護和理解

6、命令模式

1. 定義

用一種鬆耦合的方式來設計程序，使得請求發送者和請求接收者可以消除彼此之間的耦合關係

命令（command）指的是一個執行某些特定事情的指令

2. 核心

命令中帶有execute執行、undo撤銷、redo重作等相關命令方法，建議顯示地指示這些方法名

3. 實現

簡單的命令模式實現能夠直接使用對象字面量的形式定義一個命令

var incrementCommand = {
    execute: function() {
        // something
    }
};

不過接下來的例子是一個自增命令，提供執行、撤銷、重作功能

採用對象建立處理的方式，定義這個自增

// 自增
function IncrementCommand() {
    // 當前值
    this.val = 0;
    // 命令棧
    this.stack = [];
    // 棧指針位置
    this.stackPosition = -1;
};

IncrementCommand.prototype = {
    constructor: IncrementCommand,

    // 執行
    execute: function() {
        this._clearRedo();
        
        // 定義執行的處理
        var command = function() {
            this.val += 2;
        }.bind(this);
        
        // 執行並緩存起來
        command();
        
        this.stack.push(command);

        this.stackPosition++;

        this.getValue();
    },
    
    canUndo: function() {
        return this.stackPosition >= 0;
    },
    
    canRedo: function() {
        return this.stackPosition < this.stack.length - 1;
    },

    // 撤銷
    undo: function() {
        if (!this.canUndo()) {
            return;
        }
        
        this.stackPosition--;

        // 命令的撤銷，與執行的處理相反
        var command = function() {
            this.val -= 2;
        }.bind(this);
        
        // 撤銷後不須要緩存
        command();

        this.getValue();
    },
    
    // 重作
    redo: function() {
        if (!this.canRedo()) {
            return;
        }
        
        // 執行棧頂的命令
        this.stack[++this.stackPosition]();

        this.getValue();
    },
    
    // 在執行時，已經撤銷的部分不能再重作
    _clearRedo: function() {
        this.stack = this.stack.slice(0, this.stackPosition + 1);
    },
    
    // 獲取當前值
    getValue: function() {
        console.log(this.val);
    }
};

再實例化進行測試，模擬執行、撤銷、重作的操做

var incrementCommand = new IncrementCommand();

// 模擬事件觸發，執行命令
var eventTrigger = {
    // 某個事件的處理中，直接調用命令的處理方法
    increment: function() {
        incrementCommand.execute();
    },

    incrementUndo: function() {
        incrementCommand.undo();
    },

    incrementRedo: function() {
        incrementCommand.redo();
    }
};


eventTrigger['increment'](); // 2
eventTrigger['increment'](); // 4

eventTrigger['incrementUndo'](); // 2

eventTrigger['increment'](); // 4

eventTrigger['incrementUndo'](); // 2
eventTrigger['incrementUndo'](); // 0
eventTrigger['incrementUndo'](); // 無輸出

eventTrigger['incrementRedo'](); // 2
eventTrigger['incrementRedo'](); // 4
eventTrigger['incrementRedo'](); // 無輸出

eventTrigger['increment'](); // 6

此外，還能夠實現簡單的宏命令（一系列命令的集合）

var MacroCommand = {
    commands: [],

    add: function(command) {
        this.commands.push(command);

        return this;
    },

    remove: function(command) {
        if (!command) {
            this.commands = [];
            return;
        }

        for (var i = 0; i < this.commands.length; ++i) {
            if (this.commands[i] === command) {
                this.commands.splice(i, 1);
            }
        }
    },

    execute: function() {
        for (var i = 0; i < this.commands.length; ++i) {
            this.commands[i].execute();
        }
    }
};

var showTime = {
    execute: function() {
        console.log('time');
    }
};

var showName = {
    execute: function() {
        console.log('name');
    }
};

var showAge = {
    execute: function() {
        console.log('age');
    }
};

MacroCommand.add(showTime).add(showName).add(showAge);

MacroCommand.remove(showName);

MacroCommand.execute(); // time age

7、組合模式

1. 定義

是用小的子對象來構建更大的對象，而這些小的子對象自己也許是由更小的「孫對象」構成的。

2. 核心

能夠用樹形結構來表示這種「部分- 總體」的層次結構。

調用組合對象的execute方法，程序會遞歸調用組合對象下面的葉對象的execute方法

但要注意的是，組合模式不是父子關係，它是一種HAS-A（聚合）的關係，將請求委託給它所包含的全部葉對象。基於這種委託，就須要保證組合對象和葉對象擁有相同的接口

此外，也要保證用一致的方式對待列表中的每一個葉對象，即葉對象屬於同一類，不須要過多特殊的額外操做

3. 實現

使用組合模式來實現掃描文件夾中的文件

// 文件夾 組合對象
function Folder(name) {
    this.name = name;
    this.parent = null;
    this.files = [];
}

Folder.prototype = {
    constructor: Folder,

    add: function(file) {
        file.parent = this;
        this.files.push(file);

        return this;
    },

    scan: function() {
        // 委託給葉對象處理
        for (var i = 0; i < this.files.length; ++i) {
            this.files[i].scan();
        }
    },

    remove: function(file) {
        if (typeof file === 'undefined') {
            this.files = [];
            return;
        }

        for (var i = 0; i < this.files.length; ++i) {
            if (this.files[i] === file) {
                this.files.splice(i, 1);
            }
        }
    }
};

// 文件 葉對象
function File(name) {
    this.name = name;
    this.parent = null;
}

File.prototype = {
    constructor: File,

    add: function() {
        console.log('文件裏面不能添加文件');
    },

    scan: function() {
        var name = [this.name];
        var parent = this.parent;

        while (parent) {
            name.unshift(parent.name);
            parent = parent.parent;
        }

        console.log(name.join(' / '));
    }
};

構造好組合對象與葉對象的關係後，實例化，在組合對象中插入組合或葉對象

var web = new Folder('Web');
var fe = new Folder('前端');
var css = new Folder('CSS');
var js = new Folder('js');
var rd = new Folder('後端');

web.add(fe).add(rd);

var file1 = new File('HTML權威指南.pdf');
var file2 = new File('CSS權威指南.pdf');
var file3 = new File('JavaScript權威指南.pdf');
var file4 = new File('MySQL基礎.pdf');
var file5 = new File('Web安全.pdf');
var file6 = new File('Linux菜鳥.pdf');

css.add(file2);
fe.add(file1).add(file3).add(css).add(js);
rd.add(file4).add(file5);
web.add(file6);

rd.remove(file4);

// 掃描
web.scan();

掃描結果爲

4. 優缺點

優勢

可以方便地構造一棵樹來表示對象的部分-總體結構。在樹的構造最終完成以後，只須要經過請求樹的最頂層對象，便能對整棵樹作統一一致的操做。

缺點

建立出來的對象長得都差很少，可能會使代碼很差理解，建立太多的對象對性能也會有一些影響

8、模板方法模式

1. 定義

模板方法模式由兩部分結構組成，第一部分是抽象父類，第二部分是具體的實現子類。

2. 核心

在抽象父類中封裝子類的算法框架，它的 init方法可做爲一個算法的模板，指導子類以何種順序去執行哪些方法。

由父類分離出公共部分，要求子類重寫某些父類的（易變化的）抽象方法

3. 實現

模板方法模式通常的實現方式爲繼承

以運動做爲例子，運動有比較通用的一些處理，這部分能夠抽離開來，在父類中實現。具體某項運動的特殊性則有自類來重寫實現。

最終子類直接調用父類的模板函數來執行

// 體育運動
function Sport() {

}

Sport.prototype = {
    constructor: Sport,
    
    // 模板，按順序執行
    init: function() {
        this.stretch();
        this.jog();
        this.deepBreath();
        this.start();

        var free = this.end();
        
        // 運動後還有空的話，就拉伸一下
        if (free !== false) {
            this.stretch();
        }
        
    },
    
    // 拉伸
    stretch: function() {
        console.log('拉伸');
    },
    
    // 慢跑
    jog: function() {
        console.log('慢跑');
    },
    
    // 深呼吸
    deepBreath: function() {
        console.log('深呼吸');
    },

    // 開始運動
    start: function() {
        throw new Error('子類必須重寫此方法');
    },

    // 結束運動
    end: function() {
        console.log('運動結束');
    }
};

// 籃球
function Basketball() {

}

Basketball.prototype = new Sport();

// 重寫相關的方法
Basketball.prototype.start = function() {
    console.log('先投上幾個三分');
};

Basketball.prototype.end = function() {
    console.log('運動結束了，有事先走一步');
    return false;
};


// 馬拉松
function Marathon() {

}

Marathon.prototype = new Sport();

var basketball = new Basketball();
var marathon = new Marathon();

// 子類調用，最終會按照父類定義的順序執行
basketball.init();
marathon.init();

9、享元模式

1. 定義

享元（flyweight）模式是一種用於性能優化的模式，它的目標是儘可能減小共享對象的數量

2. 核心

運用共享技術來有效支持大量細粒度的對象。

強調將對象的屬性劃分爲內部狀態（屬性）與外部狀態（屬性）。內部狀態用於對象的共享，一般不變；而外部狀態則剝離開來，由具體的場景決定。

3. 實現

在程序中使用了大量的類似對象時，能夠利用享元模式來優化，減小對象的數量

舉個栗子，要對某個班進行身體素質測量，僅測量身高體重來評判

// 健康測量
function Fitness(name, sex, age, height, weight) {
    this.name = name;
    this.sex = sex;
    this.age = age;
    this.height = height;
    this.weight = weight;
}

// 開始評判
Fitness.prototype.judge = function() {
    var ret = this.name + ': ';

    if (this.sex === 'male') {
        ret += this.judgeMale();
    } else {
        ret += this.judgeFemale();
    }

    console.log(ret);
};

// 男性評判規則
Fitness.prototype.judgeMale = function() {
    var ratio = this.height / this.weight;

    return this.age > 20 ? (ratio > 3.5) : (ratio > 2.8);
};

// 女性評判規則
Fitness.prototype.judgeFemale = function() {
    var ratio = this.height / this.weight;
    
    return this.age > 20 ? (ratio > 4) : (ratio > 3);
};


var a = new Fitness('A', 'male', 18, 160, 80);
var b = new Fitness('B', 'male', 21, 180, 70);
var c = new Fitness('C', 'female', 28, 160, 80);
var d = new Fitness('D', 'male', 18, 170, 60);
var e = new Fitness('E', 'female', 18, 160, 40);

// 開始評判
a.judge(); // A: false
b.judge(); // B: false
c.judge(); // C: false
d.judge(); // D: true
e.judge(); // E: true

評判五我的就須要建立五個對象，一個班就幾十個對象

能夠將對象的公共部分（內部狀態）抽離出來，與外部狀態獨立。將性別看作內部狀態便可，其餘屬性都屬於外部狀態。

這麼一來咱們只須要維護男和女兩個對象（使用factory對象），而其餘變化的部分則在外部維護（使用manager對象）

// 健康測量
function Fitness(sex) {
    this.sex = sex;
}

// 工廠，建立可共享的對象
var FitnessFactory = {
    objs: [],

    create: function(sex) {
        if (!this.objs[sex]) {
            this.objs[sex] = new Fitness(sex);
        }

        return this.objs[sex];
    }
};

// 管理器，管理非共享的部分
var FitnessManager = {
    fitnessData: {},
    
    // 添加一項
    add: function(name, sex, age, height, weight) {
        var fitness = FitnessFactory.create(sex);
        
        // 存儲變化的數據
        this.fitnessData[name] = {
            age: age,
            height: height,
            weight: weight
        };

        return fitness;
    },
    
    // 從存儲的數據中獲取，更新至當前正在使用的對象
    updateFitnessData: function(name, obj) {
        var fitnessData = this.fitnessData[name];

        for (var item in fitnessData) {
            if (fitnessData.hasOwnProperty(item)) {
                obj[item] = fitnessData[item];
            }
        }
    }
};

// 開始評判
Fitness.prototype.judge = function(name) {
    // 操做前先更新當前狀態（從外部狀態管理器中獲取）
    FitnessManager.updateFitnessData(name, this);

    var ret = name + ': ';

    if (this.sex === 'male') {
        ret += this.judgeMale();
    } else {
        ret += this.judgeFemale();
    }

    console.log(ret);
};

// 男性評判規則
Fitness.prototype.judgeMale = function() {
    var ratio = this.height / this.weight;

    return this.age > 20 ? (ratio > 3.5) : (ratio > 2.8);
};

// 女性評判規則
Fitness.prototype.judgeFemale = function() {
    var ratio = this.height / this.weight;
    
    return this.age > 20 ? (ratio > 4) : (ratio > 3);
};


var a = FitnessManager.add('A', 'male', 18, 160, 80);
var b = FitnessManager.add('B', 'male', 21, 180, 70);
var c = FitnessManager.add('C', 'female', 28, 160, 80);
var d = FitnessManager.add('D', 'male', 18, 170, 60);
var e = FitnessManager.add('E', 'female', 18, 160, 40);

// 開始評判
a.judge('A'); // A: false
b.judge('B'); // B: false
c.judge('C'); // C: false
d.judge('D'); // D: true
e.judge('E'); // E: true

不過代碼可能更復雜了，這個例子可能還不夠充分，只是展現了享元模式如何實現，它節省了多個類似的對象，但多了一些操做。

factory對象有點像單例模式，只是多了一個sex的參數，若是沒有內部狀態，則沒有參數的factory對象就更接近單例模式了

10、職責鏈模式

1. 定義

使多個對象都有機會處理請求，從而避免請求的發送者和接收者之間的耦合關係，將這些對象連成一條鏈，並沿着這條鏈傳遞該請求，直到有一個對象處理它爲止

2. 核心

請求發送者只須要知道鏈中的第一個節點，弱化發送者和一組接收者之間的強聯繫，能夠便捷地在職責鏈中增長或刪除一個節點，一樣地，指定誰是第一個節點也很便捷

3. 實現

以展現不一樣類型的變量爲例，設置一條職責鏈，能夠免去多重if條件分支

// 定義鏈的某一項
function ChainItem(fn) {
    this.fn = fn;
    this.next = null;
}

ChainItem.prototype = {
    constructor: ChainItem,
    
    // 設置下一項
    setNext: function(next) {
        this.next = next;
        return next;
    },
    
    // 開始執行
    start: function() {
        this.fn.apply(this, arguments);
    },
    
    // 轉到鏈的下一項執行
    toNext: function() {
        if (this.next) {
            this.start.apply(this.next, arguments);
        } else {
            console.log('無匹配的執行項目');
        }
    }
};

// 展現數字
function showNumber(num) {
    if (typeof num === 'number') {
        console.log('number', num);
    } else {
        // 轉移到下一項
        this.toNext(num);
    }
}

// 展現字符串
function showString(str) {
    if (typeof str === 'string') {
        console.log('string', str);
    } else {
        this.toNext(str);
    }
}

// 展現對象
function showObject(obj) {
    if (typeof obj === 'object') {
        console.log('object', obj);
    } else {
        this.toNext(obj);
    }
}

var chainNumber = new ChainItem(showNumber);
var chainString = new ChainItem(showString);
var chainObject = new ChainItem(showObject);

// 設置鏈條
chainObject.setNext(chainNumber).setNext(chainString);

chainString.start('12'); // string 12
chainNumber.start({}); // 無匹配的執行項目
chainObject.start({}); // object {}
chainObject.start(123); // number 123

這時想判斷未定義的時候呢，直接加到鏈中便可

// 展現未定義
function showUndefined(obj) {
    if (typeof obj === 'undefined') {
        console.log('undefined');
    } else {
        this.toNext(obj);
    }
}

var chainUndefined = new ChainItem(showUndefined);
chainString.setNext(chainUndefined);

chainNumber.start(); // undefined

由例子能夠看到，使用了職責鏈後，由本來的條件分支換成了不少對象，雖然結構更加清晰了，但在必定程度上可能會影響到性能，因此要注意避免過長的職責鏈。

11、中介者模式

1. 定義

全部的相關對象都經過中介者對象來通訊，而不是互相引用，因此當一個對象發生改變時，只須要通知中介者對象便可

2. 核心

使網狀的多對多關係變成了相對簡單的一對多關係（複雜的調度處理都交給中介者）

使用中介者後

3. 實現

多個對象，指的不必定得是實例化的對象，也能夠將其理解成互爲獨立的多個項。當這些項在處理時，須要知曉並經過其餘項的數據來處理。

若是每一個項都直接處理，程序會很是複雜，修改某個地方就得在多個項內部修改

咱們將這個處理過程抽離出來，封裝成中介者來處理，各項須要處理時，通知中介者便可。

var A = {
    score: 10,

    changeTo: function(score) {
        this.score = score;

        // 本身獲取
        this.getRank();
    },
    
    // 直接獲取
    getRank: function() {
        var scores = [this.score, B.score, C.score].sort(function(a, b) {
            return a < b;
        });

        console.log(scores.indexOf(this.score) + 1);
    }
};

var B = {
    score: 20,

    changeTo: function(score) {
        this.score = score;

        // 經過中介者獲取
        rankMediator(B);
    }
};

var C = {
    score: 30,

    changeTo: function(score) {
        this.score = score;

        rankMediator(C);
    }
};

// 中介者，計算排名
function rankMediator(person) {
    var scores = [A.score, B.score, C.score].sort(function(a, b) {
        return a < b;
    });

    console.log(scores.indexOf(person.score) + 1);
}

// A經過自身來處理
A.changeTo(100); // 1

// B和C交由中介者處理
B.changeTo(200); // 1
C.changeTo(50); // 3

ABC三我的分數改變後想要知道本身的排名，在A中本身處理，而B和C使用了中介者。B和C將更爲輕鬆，總體代碼也更簡潔

最後，雖然中介者作到了對模塊和對象的解耦，但有時對象之間的關係並不是必定要解耦，強行使用中介者來整合，可能會使代碼更爲繁瑣，須要注意。

12、裝飾者模式

1. 定義

以動態地給某個對象添加一些額外的職責，而不會影響從這個類中派生的其餘對象。

是一種「即用即付」的方式，可以在不改變對象自身的基礎上，在程序運行期間給對象動態地添加職責

2. 核心

是爲對象動態加入行爲，通過多重包裝，能夠造成一條裝飾鏈

3. 實現

最簡單的裝飾者，就是重寫對象的屬性

var A = {
    score: 10
};

A.score = '分數：' + A.score;

可使用傳統面向對象的方法來實現裝飾，添加技能

function Person() {}

Person.prototype.skill = function() {
    console.log('數學');
};

// 裝飾器，還會音樂
function MusicDecorator(person) {
    this.person = person;
}

MusicDecorator.prototype.skill = function() {
    this.person.skill();
    console.log('音樂');
};

// 裝飾器，還會跑步
function RunDecorator(person) {
    this.person = person;
}

RunDecorator.prototype.skill = function() {
    this.person.skill();
    console.log('跑步');
};

var person = new Person();

// 裝飾一下
var person1 = new MusicDecorator(person);
person1 = new RunDecorator(person1);

person.skill(); // 數學
person1.skill(); // 數學 音樂 跑步

在JS中，函數爲一等對象，因此咱們也可使用更通用的裝飾函數

// 裝飾器，在當前函數執行前先執行另外一個函數
function decoratorBefore(fn, beforeFn) {
    return function() {
        var ret = beforeFn.apply(this, arguments);
        
        // 在前一個函數中判斷，不須要執行當前函數
        if (ret !== false) {
            fn.apply(this, arguments);
        }
    };
}


function skill() {
    console.log('數學');
}

function skillMusic() {
    console.log('音樂');
}

function skillRun() {
    console.log('跑步');
}

var skillDecorator = decoratorBefore(skill, skillMusic);
skillDecorator = decoratorBefore(skillDecorator, skillRun);

skillDecorator(); // 跑步 音樂 數學

十3、狀態模式

1. 定義

事物內部狀態的改變每每會帶來事物的行爲改變。在處理的時候，將這個處理委託給當前的狀態對象便可，該狀態對象會負責渲染它自身的行爲

2. 核心

區分事物內部的狀態，把事物的每種狀態都封裝成單獨的類，跟此種狀態有關的行爲都被封裝在這個類的內部

3. 實現

以一我的的工做狀態做爲例子，在剛醒、精神、疲倦幾個狀態中切換着

// 工做狀態
function Work(name) {
    this.name = name;
    this.currentState = null;

    // 工做狀態，保存爲對應狀態對象
    this.wakeUpState = new WakeUpState(this);
    // 精神飽滿
    this.energeticState = new EnergeticState(this);
    // 疲倦
    this.tiredState = new TiredState(this);

    this.init();
}

Work.prototype.init = function() {
    this.currentState = this.wakeUpState;
    
    // 點擊事件，用於觸發更新狀態
    document.body.onclick = () => {
        this.currentState.behaviour();
    };
};

// 更新工做狀態
Work.prototype.setState = function(state) {
    this.currentState = state;
}

// 剛醒
function WakeUpState(work) {
    this.work = work;
}

// 剛醒的行爲
WakeUpState.prototype.behaviour = function() {
    console.log(this.work.name, ':', '剛醒呢，睡個懶覺先');
    
    // 只睡了2秒鐘懶覺就精神了..
    setTimeout(() => {
        this.work.setState(this.work.energeticState);
    }, 2 * 1000);
}

// 精神飽滿
function EnergeticState(work) {
    this.work = work;
}

EnergeticState.prototype.behaviour = function() {
    console.log(this.work.name, ':', '超級精神的');
    
    // 才精神1秒鐘就發睏了
    setTimeout(() => {
        this.work.setState(this.work.tiredState);
    }, 1000);
};

// 疲倦
function TiredState(work) {
    this.work = work;
}

TiredState.prototype.behaviour = function() {
    console.log(this.work.name, ':', '怎麼肥事，好睏');
    
    // 不知不覺，又變成了剛醒着的狀態... 不斷循環呀
    setTimeout(() => {
        this.work.setState(this.work.wakeUpState);
    }, 1000);
};


var work = new Work('曹操');

點擊一下頁面，觸發更新狀態的操做

4. 優缺點

優勢

狀態切換的邏輯分佈在狀態類中，易於維護

缺點

多個狀態類，對於性能來講，也是一個缺點，這個缺點可使用享元模式來作進一步優化

將邏輯分散在狀態類中，可能不會很輕易就能看出狀態機的變化邏輯

十4、適配器模式

1. 定義

是解決兩個軟件實體間的接口不兼容的問題，對不兼容的部分進行適配

2. 核心

解決兩個已有接口之間不匹配的問題

3. 實現

好比一個簡單的數據格式轉換的適配器

// 渲染數據，格式限制爲數組了
function renderData(data) {
    data.forEach(function(item) {
        console.log(item);
    });
}

// 對非數組的進行轉換適配
function arrayAdapter(data) {
    if (typeof data !== 'object') {
        return [];
    }

    if (Object.prototype.toString.call(data) === '[object Array]') {
        return data;
    }

    var temp = [];

    for (var item in data) {
        if (data.hasOwnProperty(item)) {
            temp.push(data[item]);
        }
    }

    return temp;
}

var data = {
    0: 'A',
    1: 'B',
    2: 'C'
};

renderData(arrayAdapter(data)); // A B C

十5、外觀模式

1. 定義

爲子系統中的一組接口提供一個一致的界面，定義一個高層接口，這個接口使子系統更加容易使用

2. 核心

能夠經過請求外觀接口來達到訪問子系統，也能夠選擇越過外觀來直接訪問子系統

3. 實現

外觀模式在JS中，能夠認爲是一組函數的集合

// 三個處理函數
function start() {
    console.log('start');
}

function doing() {
    console.log('doing');
}

function end() {
    console.log('end');
}

// 外觀函數，將一些處理統一塊兒來，方便調用
function execute() {
    start();
    doing();
    end();
}


// 調用init開始執行
function init() {
    // 此處直接調用了高層函數，也能夠選擇越過它直接調用相關的函數
    execute();
}

init(); // start doing end