前言導讀：這篇文章比較適合初步接觸設計模式的同學，文中介紹了模組模式、單例模式、工廠模式、裝飾者模式，例子都很淺顯易懂。看完之後會對設計模式有一個初步的瞭解。
當你開始一個新的專案時，一般不會立即開始編碼，首先必須要定義專案的目的和範圍，然後列出專案的特性或規格。在可以開始編寫程式碼之後，或者如果你正在處理一個更復雜的專案，那麼你應該選擇一個最適合該專案的設計模式。
什麼是設計模式？
在軟體工程中，設計模式是軟體設計中常見問題的可重用解決方案。設計模式代表了經驗豐富的軟體開發人員所使用的最佳實踐。設計模式可以看作是程式設計模板。
為什麼要使用設計模式？
很多程式設計師要麼認為設計模式浪費時間，要麼不知道如何恰當地應用它們。但是使用適當的設計模式可以幫助你編寫更好、更易於理解的程式碼，且更容易維護。
最重要的是，設計模式為軟體開發人員提供了一個可以討論的通用詞彙表。它們會立即向學習程式碼的人顯示程式碼的意圖。
例如，如果你在專案中使用裝飾者模式，那麼新加入的開發人員將立即知道這段程式碼在做什麼，所以他們可以更關注於解決業務問題，而不是試圖理解程式碼在做什麼。
現在我們已經知道了什麼是設計模式，以及它們為什麼重要，接下來讓我們深入研究 JavaScript 中使用的各種設計模式。
模組模式-Module Pattern
模組是一段自包含的程式碼，因此我們可以在不影響程式碼其他部分的情況下更新模組。模組還允許我們通過為變數建立單獨的作用域來避免名稱空間汙染。當模組與其他程式碼片段分離時，我們還可以在其他專案中重用它們。
模組是任何現代 JavaScript 應用程式的組成部分，它有助於保持程式碼的整潔、分離和組織。用 JavaScript 建立模組有很多方法，模組模式是其中之一。
與其他程式語言不同，JavaScript沒有訪問修飾符，也就是說，不能將變數宣告為私有或公共。因此，模組模式也被用來模擬封裝的概念。
模組模式使用IIFE(立即呼叫的函式表示式)、閉包和函式作用域來模擬此概念。例如:
const myModule = (function() {
const privateVariable = 'Hello World';
function privateMethod() {
console.log(privateVariable);
}
return {
publicMethod: function() {
privateMethod();
}
}
})();
myModule.publicMethod();
複製程式碼由於它是 IIFE，程式碼立即被執行，返回的物件被分配給 myModule 變數。因為閉包，所以返回的物件仍然可以訪問在IIFE中定義的函式和變數，即使在 IIFE 結束之後。
在 IIFE 中定義的變數和函式在外部作用域是不可見的，於是它們成為了 myModule 的私有變數。
程式碼執行過後，myModule 變數看上去是這樣的：
const myModule = {
publicMethod: function() {
privateMethod();
}};
複製程式碼因此，我們可以呼叫 publicMethod()，然後依次呼叫 privateMethod()。例如:
// Prints 'Hello World'
module.publicMethod();
複製程式碼揭示模組模式-Revealing Module Pattern
揭示模組模式是由 Christian Heilmann 基於模組模式略微改進的版本。模組模式的問題是，我們必須建立新的公共函式，僅僅是用來呼叫私有函式和變數。
在這個模式中，我們將返回物件的屬性對映到我們想要公開的私有函式。這就是為什麼它被稱為揭示模組模式。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();
複製程式碼這種模式使我們更容易理解哪些函式和變數可以公開訪問，有助於程式碼的可讀性。
執行程式碼之後，myRevealingModule 如下：
const myRevealingModule = {
setName: publicSetName,
greeting: publicVar,
getName: publicGetName
};
複製程式碼我們可以呼叫 myRevealingModule.setName('Mark')，它是對內部 publicSetName 的引用，還可以呼叫 myRevealingModule.getName() ，是對內部 publicGetName 的引用。例如:
myRevealingModule.setName('Mark');
// prints Name: Mark
myRevealingModule.getName();
複製程式碼揭示模組模式相比模組模式的優勢：
- 通過修改 return 語句中的一行程式碼，我們可以將成員從 public 更改為 private，反之亦然。
- 返回的物件不包含任何函式定義，所有右側表示式都在IIFE中定義，使程式碼清晰且易於閱讀。
ES6模組-ES6 Modules
在 ES6 之前，JavaScript 沒有內建模組，因此開發人員不得不依賴第三方庫或模組模式來實現模組。但是在 ES6中，JavaScript 有原生模組。
ES6模組儲存在檔案中。每個檔案只能有一個模組。預設情況下，模組中的所有內容都是私有的。使用 export 關鍵字公開函式、變數和類。模組內的程式碼總是在嚴格模式下執行。
匯出模組
匯出函式和變數宣告有兩種方法：
- 通過在函式和變數宣告前新增
export關鍵字。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');
}
複製程式碼- 通過在包含要匯出的函式和變數名稱的程式碼末尾新增
export關鍵字。例如：
// 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};
複製程式碼匯入模組
與匯出模組類似，有兩種方法可以使用 import 關鍵字匯入模組。例如：
- 一次匯入多個項
// main.js
// importing multiple items
import { sum, multiply } from './utils.js';
console.log(sum(3, 7));
console.log(multiply(3, 7));
複製程式碼- 匯入所有內容
// main.js
// importing all of module
import * as utils from './utils.js';
console.log(utils.sum(3, 7));
console.log(utils.multiply(3, 7));
複製程式碼匯入和匯出可以重新命名
如果希望避免命名衝突，可以在匯入和匯出時修改命名，例如：
- 重新命名匯出
// 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};
複製程式碼- 重新命名匯入
// main.js
import { add, multiply as mult } from './utils.js';
console.log(add(3, 7));
console.log(mult(3, 7));
複製程式碼單例模式-Singleton Pattern
單例物件是隻能例項化一次的物件。如果一個類不存在，單例模式會建立一個新的類例項。如果例項存在，它只返回對該物件的引用。對建構函式的任何重複呼叫都將獲取相同的物件。
在 JavaScript 中，一直都有內建的單例。我們只是不稱它們為單例，而是物件字面量（object literal）。例如：
const user = {
name: 'Peter',
age: 25,
job: 'Teacher',
greet: function() {
console.log('Hello!');
}
};
複製程式碼因為 JavaScript 中的每個物件都佔用一個唯一的記憶體位置，當我們呼叫 user 物件時，實際上是返回對這個物件的引用。
如果我們試圖將 user 變數複製到另一個變數中並修改該變數。例如：
const user1 = user;
user1.name = 'Mark';
複製程式碼我們會看到兩個物件都被修改了，因為 JavaScript 中的物件是通過引用而不是值傳遞的。所以記憶體中只有一個物件。例如：
// prints 'Mark'
console.log(user.name);
// prints 'Mark'
console.log(user1.name);
// prints true
console.log(user === user1);
複製程式碼單例模式可以使用建構函式實現。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);
複製程式碼當呼叫這個建構函式時，檢查 instance 物件是否存在。如果物件不存在，則將 this 變數賦給 instance 變數。如果物件存在，則只返回那個物件。
單例模式也可以使用模組模式來實現。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);
複製程式碼在上面的程式碼中，我們通過呼叫 singleton.getInstance 方法來建立一個新的例項。如果例項已經存在，此方法只返回該例項，如果例項不存在，則通過呼叫 init() 函式建立新例項。
工廠模式-Factory Pattern
工廠模式使用工廠方法建立物件，而不指定建立物件的確切類或建構函式。
工廠模式用於建立物件，而不公開例項化邏輯。當我們需要根據特定條件生成不同的物件時，可以使用此模式。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);
}
}
}
複製程式碼這裡我建立了一個 Car 和一個 Truck 類（帶有一些預設值），用於建立新的 car 和 truck 物件。我還定義了一個 VehicleFactory 類，它根據 options 物件中接收到的 vehicleType 屬性建立並返回一個新的物件。
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);
複製程式碼在上面的程式碼中，我們基於 VehicleFactory 類建立了一個新的物件 factory。然後通過呼叫 factory.createVehicle，傳入帶有 vehicleType 屬性的 options 物件引數，建立了新的 car 和 truck 物件。
裝飾者模式-Decorator Pattern
裝飾者模式用於擴充套件物件的功能，而無需修改現有的類或建構函式。此模式可用於向物件新增特性，而無需修改底層程式碼。
一個簡單的例子如下:
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);
複製程式碼這種模式的一個更實際的例子是：
比方說，一輛車的價格取決於它有多少功能。如果沒有裝飾者模式，我們將不得不為不同的特性組合建立不同的類，每個類都有計算成本的方法。例如：
class Car() {
}
class CarWithAC() {
}
class CarWithAutoTransmission {
}
class CarWithPowerLocks {
}
class CarWithACandPowerLocks {
}
複製程式碼但是使用裝飾者模式，我們可以建立一個基類 Car，並使用裝飾函式向其物件新增不同配置的成本。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;
}
}
複製程式碼首先，我們建立一個基類 Car 用來建立 car 物件。然後，為要新增的特性建立裝飾器，並將 Car 物件作為引數傳遞。然後，我們重寫該物件的 cost 函式，該函式返回 car 更新後的成本，並向該物件新增一個新屬性，用來表明新增了哪些特性。
要新增新特性，我們可以這樣做：
const car = new Car();
console.log(car.cost());
carWithAC(car);
carWithAutoTransmission(car);
carWithPowerLocks(car);
複製程式碼最後，我們可以這樣計算汽車的成本：
// Calculating total cost of the car
console.log(car.cost());
複製程式碼總結
我們已經瞭解了 JavaScript 中使用的各種設計模式，但是還有一些設計模式沒有在這裡介紹，它們可以在JavaScript 中實現。
雖然瞭解各種設計模式很重要，但同樣重要的是不要過度使用它們。在使用設計模式之前，你應該仔細考慮你的問題是否符合設計模式。要想知道某個模式是否適合你的問題，請了解該模式解決了哪些問題，並檢查你是否實際面臨類似的問題。
原文：blog.bitsrc.io/understandi…
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