想成为中高级前端，必须理解这10种javascript设计模式

稀

天天鸭2024年11月15日约 9 分钟

前言

通过最近的面试我发现，很多同行小伙伴做了几年的开发竟然连基本的设计模式都不知道，甚至可能连什么是设计模式都说的有点模棱两可。

如果作为几年经验的中高级前端这其实是不应该的，因此才想写一篇文章说明什么是设计模式？？设计模式有哪些分类？？然后举例？？

好了废话不多说，下面让我们直入主题。

什么是前端设计模式

用大白话说前端的设计模式，其实就是一种可以在多处地方重复使用的代码设计方案，只是不同的设计模式所能应用的场景有所不同。

通过这种设计模式可以帮助我们提高代码的可读性、可维护性与可扩展性。

而且前端的设计模式又分为三个大类型，分别是创建型、结构型和行为型，针对这三个大类型，又会有很多种不同的设计模式。

前端设计模式分类

如果要说设计模式的话有高达二十多种，但本文章主要针对javascript相关的设计模式，因此我整理出来10种设计模式，并且进行分类总结。

javascript的设计模式分为三大类型，即创建型、结构型和行为型。

整理后具体分类如下所示

前端设计模式详解

「创建型」

❝
「创建型」：顾名思义作用就是用于创建过程。通过确定规则对代码进行封装，减少创建过程中的重复代码，并且对创建制定规则提高规范和灵活性。
❞

1、单例模式

「主要思想：」 确保一个类只有一个实例，并且提供一个访问它的全局访问点。

「优势：」 由于只有一个实例，所以全局唯一性，并且更好地控制共享资源优化性能。

「示例：」 下面看一个最经典常用的案例：使用ES6模块。

const test = {  name: 'testName',  age: '18',};
export default test;

   import test from './test';
    console.log(test.name，test.age);  // 打印：testName，18

上述例子定义test并且export defaul暴露唯一的实例test，符合确保一个类只有一个实例，并且提供一个访问它的全局访问点原则。

其实单例模式有很多种实现方式，并且不同的实现方式有不同的适用场景，这种只是为了通过例子去理解这种设计模式的思想。

2、工厂模式

「主要思想：」 对代码逻辑进行封装，只暴露出通用接口直接调用。

「优势：」 对逻辑进行高度封装，降低耦合度，易于维护代码和提高后续扩展性。

「示例：」 定义一个通用的产品类为示例。

  // ------ 定义一个产品类 ------     class testProduct {      constructor(productName) {        this.productName = productName;      }
      getName() {        console.log(`产品名称: ${this.productName}`);      }    }
    // ----- 定义一个工厂函数 -------    function createProduct(name) {      return new testProduct(name);    }
    // 使用工厂函数创建对象    const test1 = createProduct('产品1');    const test2 = createProduct('产品2');
    // 使用对象    test1.getName(); // 打印： 产品名称: 产品1    test2.getName(); // 打印： 产品名称: 产品2

上述例子定义一个工厂函数，逻辑代码是封装在testProduct类中，暴露出createProduct方法，调用时传入不同的参数返回不同的内容。

3、构造器模式

「主要思想：」 定义一个通用的构造函数，然后方便多次传递参数调用。

「优势：」 减少重复代码、提高可维护性和扩展性。

「示例：」 创建用户对象，定义一个构造函数并且使用。

   class testPerson {      constructor(name, age,) {        this.name = name;        this.age = age;      }
      introduce() {        console.log(`姓名: ${this.name}, 年龄: ${this.age}`);      }    }

    const test1 = new testPerson('张三', 30);    test1.introduce(); //  姓名: 张三, 年龄: 30
    const test2 = new testPerson('李四', 25);    test2.introduce(); // 输出: 姓名: 李四, 年龄: 25

定义一个testPerson类，每次传入不同参数即可创建不同的用户对象，后续如果需要修改用户属性只需要调整testPerson类。

「结构型」

❝
「结构型：」 主要是针对对象之间的组合。大概意思就是通过增加代码复杂度，从而提高扩展性和适配性。例如使代码兼容性更好、使某个方法功能更加强大。
❞

1、适配器模式

「主要思想：」 顾名思义就是使某个类的接口有更强的适配性，例如本来仅支持mp3，适配成能支持mp4。

「优势：」 适配扩展后提高了复用性、降低耦合度并且增强了灵活性。

「示例：」 把一个只能接收110V电压的插口，适配成能够接收220V的插口。


    // ------ 本来存在需要被适配的110V接口 ------    class Receptacle {      plugIn() {        console.log("110V 插座");      }    }

    //  ------ 适配者类 ------     class ForeignReceptacle {      plugIn220V() {        console.log("220V 插座");      }    }

    // ------ 用于适配的方法 ------    class VoltageAdapter {      constructor(foreignReceptacle) {        this.foreignReceptacle = foreignReceptacle;      }      plugIn() {        this.foreignReceptacle.plugIn220V();      }    }

「使用适配器代码」：正常使用Receptacle类时输出效果是110V，但我们需要配220V，那么使用定义的VoltageAdapter适配器把220V的ForeignReceptacle类适配到110V的Receptacle类上。

通过这个方式即扩展了Receptacle类的功能，又不需要修改Receptacle类。


    // 创建110V设备    const receptacle = new Receptacle();    receptacle.plugIn(); // 打印输出: 110V 插座
    // 创建220V设备    const foreignReceptacle = new ForeignReceptacle();
    // 使用适配器将 220V 设备适配到 110V 插座    const adapter = new VoltageAdapter(foreignReceptacle);    adapter.plugIn(); // 打印输出: 220V 插座

2、装饰器模式

「主要思想：」 创建一个对象去包裹原始对象，在不修改原始对象本身的情况下，动态给指定原始对象添加新的功能。

「优势：」 不改动原函数的情况下方便动态扩展功能，可以复用现有函数增强灵活性。

「示例：」 通过对一个只能输出你好啊，**的方法添加装饰器，使其能额外输出前缀。


    // 基础函数    function getGreet(name) {      console.log(`你好啊，${name}!`);    }
    // 装饰器函数    function welcomePrefix(greetFunction) {      return function(name) {        console.log("欢迎啊");        greetFunction(name);      };    }
    // 基础函数    getGreet("天天鸭"); // 打印: 你好啊，天天鸭!    // 添加 欢迎啊 前缀    const setWelcome = welcomePrefix(getGreet);    setWelcome("天天"); // 打印: 欢迎啊                             // 打印: 你好，天天!

如上代码所示，getGreet只能输出你好啊，**，但使用装饰器函数welcomePrefix装饰后，可以在前面添加"欢迎啊"前缀，通过这个实现思路方式不需要修改基础函数就能添加功能。

3、代理模式

「主要思想：」 给某个对象加一个代理对象，代理对象起到中介作用，中介对象在不改变原对象情况下添加功能。

「优势：」 代理对象可以很方便实现拦截控制访问，并且不修改原对象提高代码复用率。

「示例：」 通过代理函数去控制计数器函数的操作

  // 基础函数    function counterEvent() {      let count = 0;      return {        setCount: () => {          count++;        },        getCount: () => {          return count;        }      };    }
    // 代理函数    function countProxy() {      const newCounter = counterEvent();      return {        setCount: () => {          newCounter.setCount();        },        getCount: () => {          return newCounter.getCount();        }      };    }
    // 创建一个代理对象    const myCounter = countProxy();    // 触发增加    myCounter.setCount();    myCounter.setCount();    myCounter.setCount();    // 获取当前数    console.log(myCounter.getCount()); // 打印: 3

不让用户直接操作counterEvent函数，而是通过countProxy代理函数去操作counterEvent函数。

这里只是举例这种代理模式的设计思想，如果在真实业务中间代理层其实可以很多逻辑操作。

「行为型」

❝
「行为型：」 主要是针对对象之间的交互。针对特定的应用场景，通过封装制定对象之间的交互方式规则，使对象之间协作更加灵活高效健壮。
❞

1、观察者模式

「主要思想：」 顾名思义就是观察某个对象是否发生变化，如果发生变化就会通知所有订阅者，并做出相应操作，是一对一或一对多关系。。

「优势：」 有很强动态灵活性，可以轻松地添加或者移除观察者; 把观察者和被观察者解耦进行逻辑分离易于维护。

「示例：」 实现基本增加、移除和通知。

   // 观察者    class Sub {      constructor() {        this.observers = [];      }
      add(observer) { // 添加观察者到列表中        this.observers.push(observer);      }
      unadd(observer) {  // 从列表中移除观察者        this.observers = this.observers.filter(obs => obs !== observer);      }
      notify(msg) {  // 通知所有观察者        this.observers.forEach(observer => observer(msg));      }    }
    // 用于创建观察者    const createObs = (name) => {      return (msg) => {        console.log(`${name} 收到: ${msg}`);      };    };

「使用观察者模式代码：」 被观察者Sub里面有add（添加）、unadd（移除）、notify（通知）观察者的方法，观察者createObs里面有接收通知的方法。

当我们用sub.add添加观察者之后，使用sub.notify发布消息所有的观察者都会收到通知。

sub.unadd移除一个观察者1后也同理，会不再收到通知。

  // 创建一个被观察者    const sub = new Sub();
    // 创建观察者    const obs1 = createObs("观察者1");    const obs2 = createObs("观察者2");
    // 订阅被观察者    sub.add(obs1);    sub.add(obs2);
    // 发布消息    sub.notify("你好鸭!"); // 观察者1和观察者2都收到: 你好鸭！    // 移除观察者1    sub.unadd(obs1);
    // 再次发布    sub.notify("你好鸭！"); // 只有观察者2收到: 你好鸭！

2、发布者订阅者模式

「主要思想：」 这模式有点与观察者模式类似，但观察者模式是一对一或者一对多关系，而发布订阅模式是多对多关系，因此应用场景会有所不同。

「优势：」 多对多关系有很强动态灵活性，可以多个订阅者，一个订阅者可以订阅多个事件; 把发布者和订阅者完全解耦提高灵活性和扩展性。

「示例：」

 // 发布者    class Pub {      constructor() {        this.subobj = {};      }
      subscribe(event, callback) {  // 订阅事件        if (!this.subobj[event]) {          this.subobj[event] = [];        }        this.subobj[event].push(callback);      }
      unsubscribe(event, callback) {  // 移除订阅事件        if (this.subobj[event]) {          this.subobj[event] = this.subobj[event].filter(cb => cb !== callback);        }      }
      publish(event, data) { // 发布事件        if (this.subobj[event]) {          this.subobj[event].forEach(callback => callback(data));        }      }    }

    // 创建一个发布者实例    const pub = new Pub();
    // 订阅者回调函数    const subevent1 = (msg) => {      console.log(`订阅者1 收到: ${msg}`);    };
    const subevent2 = (msg) => {      console.log(`订阅者2 收到: ${msg}`);    };
    // 订阅事件    pub.subscribe("greet", subevent1);    pub.subscribe("greet", subevent2);
    // 发布消息    pub.publish("greet", "你好鸭!"); // 订阅者1和订阅者2 收到: 你好鸭!
    // 移除一个订阅者    pub.unsubscribe("greet", subevent1);
    // 再次发布消息    pub.publish("greet", "你好鸭!"); //  只有订阅者2 收到: 你好鸭!

大概思路是定义一个Pub类，里面有subscribe（添加订阅事件）、unsubscribe（移除订阅事件）、publish（通知发布事件）。new Publisher()创建发布者实例后可以添加、移除和发布事件。

对比上面很相似的观察者模式可以留意到，最主要区别在Pub类里面的constructor() 中，这里使用的是this.subobj={}存放事件映射，而不是使用数组。{}里面每个事件都存放一个订阅者数组从而实现多对多效果。

3、命令模式

「主要思想：」 把请求封装在对象里面整个传递给调用对象，使里面参数更加灵活方便扩展。

「优势：」 使发送和接收者完全解耦独立易于数据维护、逻辑独立方便灵活处理、队列请求可以撤销操作。

「示例：」 以一个开关灯按钮为示例。

接收者testLight主要负责执行业务逻辑命令，即决定是否关灯;

LightOnComm和LightOffComm继承基类Comm，实现execute()方法，在xecute()方法中调用接收者的方法，然后分别调用on和off方法;

RemoteControl 类负责调用者的方法，即去调用execute()方法。

// 接收者class testLight {  on() {    console.log("打开灯了");  }  off() {    console.log("关闭灯了");  }}
// 命令基类class Comm {  constructor(receiver) {    this.receiver = receiver;  }}
// 具体命令class LightOnComm extends Comm {  execute() {    this.receiver.on();  }}
class LightOffComm extends Comm {  execute() {    this.receiver.off();  }}
// 调用者class RemoteControl {  onButton(comm) {    comm.execute();  }}

「使用示例与解释：」

创建一个testlight实例后，将其传递给LightOnComm和LightOffComm的构造函数，然后普创建了LightOnComm和LightOffComm的实例。并将它们传递给RemoteControl的onButton方法。

最后调用onButton方法时，就会调用相应命令的execute方法，从而执行相应的操作。

  // 使用    const testlight = new testLight();    const lightOnComm = new LightOnComm(testlight);    const lightOffComm = new LightOffComm(testlight);    const remoteControl = new RemoteControl();
    remoteControl.onButton(lightOnComm); // 输出: 打开灯了    remoteControl.onButton(lightOffComm); // 输出: 关闭灯了

4、模版模式

「主要思想：」 定义好整个操作过程的框架，框架中把每个步骤的逻辑独立处理。

「优势：」 步骤独立分开管理，易于扩展功能维护代码。

「示例：」 游戏从初始化到结束

 class Game {      constructor(obj) {      }      initGame() {          console.log('初始化');      }      startGame() {        console.log('游戏开始');      }      onGame() {        console.log('游戏中');      }      endGame() {        console.log('游戏结束');      }      personEntry() {          this.initGame()          this.startGame()          this.onGame()          this.endGame()      }    }

这个Game类中把每个步骤的逻辑都放在对应步骤的方法中，独立管理互不影响。添加或者减少步骤，只需要修改对应的方法即可。

小结

只要把这些模式都学习理解后会发现，这些设计模式真的是太精妙了！文章的示例主要学习的是设计模式的思想，这些思想真的能适用于真实业务的方方面面，特别是对去阅读别人开源的源码时很有帮助。

终于肝完了，如果有那里写的不对或者有更好建议的话，欢迎提出来互相学习！

前言