前言导读：这篇文章比较适合初步接触设计模式的同学，文中介绍了模块模式、单例模式、工厂模式、装饰者模式，例子都很浅显易懂。看完之后会对设计模式有一个初步的了解。
当你开始一个新的项目时，一般不会立即开始编码，首先必须要定义项目的目的和范围，然后列出项目的特性或规格。在可以开始编写代码之后，或者如果你正在处理一个更复杂的项目，那么你应该选择一个最适合该项目的设计模式。
什么是设计模式？
在软件工程中，设计模式是软件设计中常见问题的可重用解决方案。设计模式代表了经验丰富的软件开发人员所使用的最佳实践。设计模式可以看作是编程模板。
为什么要使用设计模式？
很多程序员要么认为设计模式浪费时间，要么不知道如何恰当地应用它们。但是使用适当的设计模式可以帮助你编写更好、更易于理解的代码，且更容易维护。
最重要的是，设计模式为软件开发人员提供了一个可以讨论的通用词汇表。它们会立即向学习代码的人显示代码的意图。
例如，如果你在项目中使用装饰者模式，那么新加入的开发人员将立即知道这段代码在做什么，所以他们可以更关注于解决业务问题，而不是试图理解代码在做什么。
现在我们已经知道了什么是设计模式，以及它们为什么重要，接下来让我们深入研究 JavaScript 中使用的各种设计模式。
模块模式-Module Pattern
模块是一段自包含的代码，因此我们可以在不影响代码其他部分的情况下更新模块。模块还允许我们通过为变量创建单独的作用域来避免命名空间污染。当模块与其他代码片段分离时，我们还可以在其他项目中重用它们。
模块是任何现代 JavaScript 应用程序的组成部分，它有助于保持代码的整洁、分离和组织。用 JavaScript 创建模块有很多方法，模块模式是其中之一。
与其他编程语言不同，JavaScript没有访问修饰符，也就是说，不能将变量声明为私有或公共。因此，模块模式也被用来模拟封装的概念。
模块模式使用IIFE(立即调用的函数表达式)、闭包和函数作用域来模拟此概念。例如:
const myModule = (function() {
const privateVariable = 'Hello World';
function privateMethod() {
console.log(privateVariable);
}
return {
publicMethod: function() {
privateMethod();
}
}
})();
myModule.publicMethod();
复制代码由于它是 IIFE，代码立即被执行，返回的对象被分配给 myModule 变量。因为闭包，所以返回的对象仍然可以访问在IIFE中定义的函数和变量，即使在 IIFE 结束之后。
在 IIFE 中定义的变量和函数在外部作用域是不可见的，于是它们成为了 myModule 的私有变量。
代码执行过后，myModule 变量看上去是这样的：
const myModule = {
publicMethod: function() {
privateMethod();
}};
复制代码因此，我们可以调用 publicMethod()，然后依次调用 privateMethod()。例如:
// Prints 'Hello World'
module.publicMethod();
复制代码揭示模块模式-Revealing Module Pattern
揭示模块模式是由 Christian Heilmann 基于模块模式略微改进的版本。模块模式的问题是，我们必须创建新的公共函数，仅仅是用来调用私有函数和变量。
在这个模式中，我们将返回对象的属性映射到我们想要公开的私有函数。这就是为什么它被称为揭示模块模式。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();
复制代码这种模式使我们更容易理解哪些函数和变量可以公开访问，有助于代码的可读性。
执行代码之后，myRevealingModule 如下：
const myRevealingModule = {
setName: publicSetName,
greeting: publicVar,
getName: publicGetName
};
复制代码我们可以调用 myRevealingModule.setName('Mark')，它是对内部 publicSetName 的引用，还可以调用 myRevealingModule.getName() ，是对内部 publicGetName 的引用。例如:
myRevealingModule.setName('Mark');
// prints Name: Mark
myRevealingModule.getName();
复制代码揭示模块模式相比模块模式的优势：
- 通过修改 return 语句中的一行代码，我们可以将成员从 public 更改为 private，反之亦然。
- 返回的对象不包含任何函数定义，所有右侧表达式都在IIFE中定义，使代码清晰且易于阅读。
ES6模块-ES6 Modules
在 ES6 之前，JavaScript 没有内置模块，因此开发人员不得不依赖第三方库或模块模式来实现模块。但是在 ES6中，JavaScript 有原生模块。
ES6模块存储在文件中。每个文件只能有一个模块。默认情况下，模块中的所有内容都是私有的。使用 export 关键字公开函数、变量和类。模块内的代码总是在严格模式下运行。
导出模块
导出函数和变量声明有两种方法：
- 通过在函数和变量声明前添加
export关键字。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');
}
复制代码- 通过在包含要导出的函数和变量名称的代码末尾添加
export关键字。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};
复制代码导入模块
与导出模块类似，有两种方法可以使用 import 关键字导入模块。例如：
- 一次导入多个项
// main.js
// importing multiple items
import { sum, multiply } from './utils.js';
console.log(sum(3, 7));
console.log(multiply(3, 7));
复制代码- 导入所有内容
// main.js
// importing all of module
import * as utils from './utils.js';
console.log(utils.sum(3, 7));
console.log(utils.multiply(3, 7));
复制代码导入和导出可以重命名
如果希望避免命名冲突，可以在导入和导出时修改命名，例如：
- 重命名导出
// 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};
复制代码- 重命名导入
// main.js
import { add, multiply as mult } from './utils.js';
console.log(add(3, 7));
console.log(mult(3, 7));
复制代码单例模式-Singleton Pattern
单例对象是只能实例化一次的对象。如果一个类不存在，单例模式会创建一个新的类实例。如果实例存在，它只返回对该对象的引用。对构造函数的任何重复调用都将获取相同的对象。
在 JavaScript 中，一直都有内置的单例。我们只是不称它们为单例，而是对象字面量（object literal）。例如：
const user = {
name: 'Peter',
age: 25,
job: 'Teacher',
greet: function() {
console.log('Hello!');
}
};
复制代码因为 JavaScript 中的每个对象都占用一个唯一的内存位置，当我们调用 user 对象时，实际上是返回对这个对象的引用。
如果我们试图将 user 变量复制到另一个变量中并修改该变量。例如：
const user1 = user;
user1.name = 'Mark';
复制代码我们会看到两个对象都被修改了，因为 JavaScript 中的对象是通过引用而不是值传递的。所以内存中只有一个对象。例如：
// prints 'Mark'
console.log(user.name);
// prints 'Mark'
console.log(user1.name);
// prints true
console.log(user === user1);
复制代码单例模式可以使用构造函数实现。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);
复制代码当调用这个构造函数时，检查 instance 对象是否存在。如果对象不存在，则将 this 变量赋给 instance 变量。如果对象存在，则只返回那个对象。
单例模式也可以使用模块模式来实现。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);
复制代码在上面的代码中，我们通过调用 singleton.getInstance 方法来创建一个新的实例。如果实例已经存在，此方法只返回该实例，如果实例不存在，则通过调用 init() 函数创建新实例。
工厂模式-Factory Pattern
工厂模式使用工厂方法创建对象，而不指定创建对象的确切类或构造函数。
工厂模式用于创建对象，而不公开实例化逻辑。当我们需要根据特定条件生成不同的对象时，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);
}
}
}
复制代码这里我创建了一个 Car 和一个 Truck 类（带有一些默认值），用于创建新的 car 和 truck 对象。我还定义了一个 VehicleFactory 类，它根据 options 对象中接收到的 vehicleType 属性创建并返回一个新的对象。
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);
复制代码在上面的代码中，我们基于 VehicleFactory 类创建了一个新的对象 factory。然后通过调用 factory.createVehicle，传入带有 vehicleType 属性的 options 对象参数，创建了新的 car 和 truck 对象。
装饰者模式-Decorator Pattern
装饰者模式用于扩展对象的功能，而无需修改现有的类或构造函数。此模式可用于向对象添加特性，而无需修改底层代码。
一个简单的例子如下:
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);
复制代码这种模式的一个更实际的例子是：
比方说，一辆车的价格取决于它有多少功能。如果没有装饰者模式，我们将不得不为不同的特性组合创建不同的类，每个类都有计算成本的方法。例如：
class Car() {
}
class CarWithAC() {
}
class CarWithAutoTransmission {
}
class CarWithPowerLocks {
}
class CarWithACandPowerLocks {
}
复制代码但是使用装饰者模式，我们可以创建一个基类 Car，并使用装饰函数向其对象添加不同配置的成本。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;
}
}
复制代码首先，我们创建一个基类 Car 用来创建 car 对象。然后，为要添加的特性创建装饰器，并将 Car 对象作为参数传递。然后，我们重写该对象的 cost 函数，该函数返回 car 更新后的成本，并向该对象添加一个新属性，用来表明添加了哪些特性。
要添加新特性，我们可以这样做：
const car = new Car();
console.log(car.cost());
carWithAC(car);
carWithAutoTransmission(car);
carWithPowerLocks(car);
复制代码最后，我们可以这样计算汽车的成本：
// Calculating total cost of the car
console.log(car.cost());
复制代码总结
我们已经了解了 JavaScript 中使用的各种设计模式，但是还有一些设计模式没有在这里介绍，它们可以在JavaScript 中实现。
虽然了解各种设计模式很重要，但同样重要的是不要过度使用它们。在使用设计模式之前，你应该仔细考虑你的问题是否符合设计模式。要想知道某个模式是否适合你的问题，请了解该模式解决了哪些问题，并检查你是否实际面临类似的问题。
原文：blog.bitsrc.io/understandi…
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