设计模式：通俗易懂版
🌟设计模式是软件开发领域中的宝藏，它们是程序架构师们多年实践的结晶，能够帮助我们更好地组织代码、提高可维护性和扩展性。
星辰编程理财今天给大家介绍设计模式，我将以轻松、通俗易懂的方式来讲解，无论你是初学者还是资深开发者，都能轻松领略其中的乐趣。
介绍
设计模式是程序架构师们在长期实践中总结出来的一系列优秀的解决方案，可以帮助我们更好地组织代码、提高可维护性和扩展性。
历史和发展
设计模式的历史可以追溯到上个世纪九十年代，当时四位计算机科学家（埃里希·伽玛、理查德·海尔姆、拉尔夫·约翰逊和约翰·维利迪斯）在一本名为《设计模式：可复用面向对象软件的基础》的书中首次提出了这个概念。这本书被誉为设计模式领域的圣经，为后来的设计模式研究奠定了基础。
随着时间的推移，越来越多的设计模式被提出和应用，形成了如今广为人知的三大类设计模式：创建型模式、结构型模式和行为型模式。每一种模式都有其独特的用途和应用场景。
适用性和局限性
设计模式并不是万能的，它们有着特定的适用场景和局限性。在选择和应用设计模式时，我们需要根据具体的情况来决定是否使用以及如何使用。
设计模式适用于以下情况：
- 需要解决一类常见问题或应对一类常见需求。
- 需要提高代码的可扩展性、可维护性或可重用性。
- 需要降低代码的耦合度。
然而，设计模式也有一些局限性：
- 过度使用设计模式可能会导致代码过于复杂，增加理解和维护的难度。
- 不适当地使用设计模式可能会引入不必要的复杂性，造成性能下降。
- 对于简单的问题，使用设计模式可能会显得过于繁琐。
设计模式的原则
为了方便理解，我将以故事的形式介绍设计模式的六大原则。
故事发生在一个美丽的早晨。当时，我正在和我的好友二明一起开发一个在线音乐播放器。我们想要一个稳定、可扩展的架构来应对不断增长的用户需求。然而，我们陷入了如何设计架构的困境。
就在我们陷入困惑的时候，我突然想到了设计模式的六大原则。我告诉二明：“嘿，二明，我们可以运用设计模式的六大原则来解决我们的问题！它们是一些经过验证的准则，可以帮助我们构建出高质量的架构。”
二明疑惑地问：“设计模式的六大原则？我听说过，但不太了解。你能给我解释一下吗？”
我笑着说：“当然可以！设计模式的六大原则是一些指导性的准则，可以帮助我们构建出稳定、可扩展、易维护的软件架构。”
🌟 单一职责原则（SRP）：做好一件事
我开始向二明介绍第一个原则——单一职责原则（Single Responsibility Principle，SRP）。我告诉他：“二明，每个类应该只负责一项职责。这样可以使类的职责清晰，易于理解和维护。”
二明有点迷糊，于是我给他举了个例子。在我们的音乐播放器中，我们有一个MusicPlayer类负责播放音乐。根据单一职责原则，MusicPlayer类应该只负责播放音乐，而不应该包含其他无关的功能，比如下载音乐或者管理用户信息。这样，我们可以更好地组织和管理代码。
下面是一个使用Typescript实现的简单示例：
class MusicPlayer {
playMusic() {
// 播放音乐的逻辑
}
}
class MusicDownloader {
downloadMusic() {
// 下载音乐的逻辑
}
}
通过将不同的功能拆分到不同的类中，我们遵循了单一职责原则，使代码更加清晰易懂。
🚪 开闭原则（OCP）：开门迎接变化
接着，我向二明介绍了第二个原则——开闭原则（Open-Closed Principle，OCP）。我告诉他：“二明，软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改关闭。这样，我们可以通过扩展来增加新的功能，而不需要修改已有的代码。”
二明还是有点疑惑，于是我给他举了个例子。在我们的音乐播放器中，我们希望能够支持不同类型的音乐文件，比如MP3、WAV等。根据开闭原则，我们可以定义一个抽象的Music类作为基类，然后让具体的音乐类型类继承该基类并实现自己的逻辑。
下面是一个使用Typescript实现的简单示例：
abstract class Music {
abstract play(): void;
}
class Mp3Music extends Music {
play() {
// 播放MP3音乐的逻辑
}
}
class WavMusic extends Music {
play() {
// 播放WAV音乐的逻辑
}
}
通过使用抽象类和继承，我们可以轻松地扩展支持新的音乐类型，而不需要修改已有的代码。
🌳 LSP原则（LSP）：无缝替换
我向二明继续介绍了第三个原则——里氏替换原则（Liskov Substitution Principle，LSP）。我告诉他：“二明，子类型必须能够替换掉它们的父类型，而程序的行为不变。在使用继承时，必须确保子类可以替代父类，而不影响程序的正确性。”
二明有点好奇，于是我给他举了个例子。在我们的音乐播放器中，我们有一个MusicPlayer类，它可以播放各种类型的音乐。根据里氏替换原则，我们可以将不同类型的音乐作为参数传递给MusicPlayer类的方法，并确保方法对于不同类型的音乐都能正常工作。
下面是一个使用Typescript实现的简单示例：
class MusicPlayer {
playMusic(music: Music) {
music.play();
}
}
通过将不同类型的音乐作为参数传递给playMusic方法，我们可以无缝替换不同类型的音乐，而不需要修改MusicPlayer类的代码。
🔌 依赖倒置原则（DIP）：依赖抽象而非具体
接下来，我向二明介绍了第四个原则——依赖倒置原则（Dependency Inversion Principle，DIP）。我告诉他：“二明，高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象。要依赖于抽象而不是具体实现。”
二明有点困惑，于是我给他举了个例子。在我们的音乐播放器中，我们有一个MusicPlayer类，它需要依赖一个音乐库来获取音乐数据。根据依赖倒置原则，我们可以通过定义一个抽象的MusicLibrary接口，并让具体的音乐库类实现该接口。
下面是一个使用Typescript实现的简单示例：
interface MusicLibrary {
getMusic(): Music[];
}
class LocalMusicLibrary implements MusicLibrary {
getMusic() {
// 从本地获取音乐的逻辑
}
}
class RemoteMusicLibrary implements MusicLibrary {
getMusic() {
// 从远程服务器获取音乐的逻辑
}
}
通过依赖抽象的MusicLibrary接口，MusicPlayer类可以与不同的音乐库实现进行解耦，提高代码的灵活性和可维护性。
🚦 接口隔离原则（ISP）：只为所需
我向二明继续介绍了第五个原则——接口隔离原则（Interface Segregation Principle，ISP）。我告诉他：“二明，一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。即客户端不应该依赖它不需要的接口。”
二明开始明白接口隔离原则的重要性，于是我给他举了个例子。在我们的音乐播放器中，我们有一个MusicPlayer类，它只需要依赖一个播放器接口来播放音乐。根据接口隔离原则，我们可以定义一个简单的播放器接口，只包含播放音乐的方法。
下面是一个使用Typescript实现的简单示例：
interface Player {
play(): void;
}
class MusicPlayer implements Player {
play() {
// 播放音乐的逻辑
}
}
通过使用最小的接口，我们可以避免不必要的依赖，提高代码的可维护性和可扩展性。
📦 迪米特原则（LoD）：少即是多
最后，我向二明介绍了第六个原则——迪米特原则（Law of Demeter，LoD）。我告诉他：“二明，一个对象应该对其他对象有尽可能少的了解，一个类应该对自己需要耦合或调用的类知道得最少。”
二明开始理解迪米特原则的重要性，于是我给他举了个例子。在我们的音乐播放器中，我们有一个MusicPlayer类，它只需要和音乐对象进行交互，而不需要了解具体的音乐对象内部的实现细节。
下面是一个使用Typescript实现的简单示例：
class MusicPlayer {
playMusic(music: Music) {
music.play();
}
}
通过将具体的音乐对象的实现细节封装起来，我们遵循了迪米特原则，减少了类之间的耦合度，提高了代码的灵活性和可维护性。
下面开始正式介绍三大类设计模式：创建型模式、结构型模式和行为型模式
创建型模式
就像它的名字一样，创建型模式主要关注对象的创建过程，帮助我们有效地创建对象。比如，你要建造一座房子，你需要考虑如何创建房子的各个部分，如门、窗户、墙壁等等。
🏠 单例模式
这是个什么鬼？
单例模式，顾名思义，就是保证一个类只有一个实例存在的模式。在我们的日常生活中，有很多只能存在一个的事物，比如国家主席、太阳、月亮等等。在前端开发中，有时候我们也需要确保某个对象只有一个实例存在，这时候单例模式就派上用场了。
优缺点
单例模式的优点有很多，首先，它可以节省内存资源，因为只有一个实例存在。同时，它也能够避免由于多个实例造成的数据不一致问题。但是，单例模式也有一些缺点，比如它会增加代码的复杂性，同时也会增加对象的耦合度。
使用场景
在前端开发中，单例模式经常用于管理全局状态、共享资源等场景。比如，我们可以使用单例模式来管理一个全局的数据缓存对象，以便在不同的页面和组件中共享数据。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的单例模式的示例代码：
class Singleton {
private static instance: Singleton | null = null;
private data: any;
private constructor() {
this.data = {} // 初始化数据
}
public static getInstance(): Singleton {
if (!Singleton.instance) {
Singleton.instance = new Singleton();
}
return Singleton.instance;
}
public setData(data: any): void {
this.data = data;
}
public getData(): any {
return this.data;
}
}
// 使用示例
const instance1 = Singleton.getInstance();
const instance2 = Singleton.getInstance();
console.log(instance1 === instance2); // 输出 true
instance1.setData("Hello, Singleton!");
console.log(instance2.getData()); // 输出 "Hello, Singleton!"
在上面的代码中，我们使用了一个私有静态变量 instance 来保存唯一的实例。通过 getInstance 方法获取实例，如果实例不存在，则创建一个新的实例。这样，我们就可以保证只有一个实例存在了。
🏭 工厂模式
制造一切的工厂
工厂模式，听起来就像一个神奇的工厂，能够制造出各种各样的对象。在前端开发中，我们经常需要根据不同的条件创建不同类型的对象，这时候工厂模式就能派上用场了。
优缺点
工厂模式的优点在于它能够将对象的创建和使用解耦，使得代码更加灵活和可维护。同时，它也能够隐藏对象的具体实现，提高代码的安全性。然而，工厂模式也有一些缺点，比如增加了代码的复杂性，同时也会增加一些额外的开销。
使用场景
在前端开发中，工厂模式经常用于创建各种组件、插件等可复用的对象。比如，我们可以使用工厂模式来创建一个弹窗组件，根据不同的参数创建不同类型的弹窗。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的工厂模式的示例代码：
interface Product {
name: string;
price: number;
}
class ConcreteProductA implements Product {
name = "Product A";
price = 100;
}
class ConcreteProductB implements Product {
name = "Product B";
price = 200;
}
class ProductFactory {
public createProduct(type: "A" | "B"): Product {
switch (type) {
case "A":
return new ConcreteProductA();
case "B":
return new ConcreteProductB();
default:
throw new Error("Invalid product type.");
}
}
}
// 使用示例
const factory = new ProductFactory();
const productA = factory.createProduct("A");
console.log(productA.name); // 输出 "Product A"
console.log(productA.price); // 输出 100
const productB = factory.createProduct("B");
console.log(productB.name); // 输出 "Product B"
console.log(productB.price); // 输出 200
在上面的代码中，我们定义了一个产品接口 Product，并实现了两个具体的产品 ConcreteProductA 和 ConcreteProductB。然后，我们创建了一个工厂类 ProductFactory，通过 createProduct 方法根据不同的类型创建不同的产品对象。
🏗️ 建造者模式
建造者，我来了！
建造者模式，听起来就像是一个熟练的建筑工人，能够将一堆零散的部件组装成一个完整的对象。在前端开发中，我们经常需要创建复杂的对象，有时候创建过程比较繁琐，这时候建造者模式就能派上用场了。
优缺点
建造者模式的优点在于它能够将对象的创建和组装过程解耦，使得代码更加清晰和可维护。同时，它也能够隐藏对象的具体实现，提高代码的安全性。然而，建造者模式也有一些缺点，比如增加了代码的复杂性，同时也会增加一些额外的开销。
使用场景
在前端开发中，建造者模式经常用于创建复杂的组件、页面等。比如，我们可以使用建造者模式来创建一个表单组件，根据不同的配置项动态生成表单的结构和样式。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的建造者模式的示例代码：
class Product {
private parts: string[] = [];
public addPart(part: string): void {
this.parts.push(part);
}
public showParts(): void {
console.log(`Product parts: ${this.parts.join(", ")}`);
}
}
abstract class Builder {
protected product: Product;
constructor() {
this.product = new Product();
}
public abstract buildPartA(): void;
public abstract buildPartB(): void;
public abstract buildPartC(): void;
public getResult(): Product {
return this.product;
}
}
class ConcreteBuilder extends Builder {
public buildPartA(): void {
this.product.addPart("Part A");
}
public buildPartB(): void {
this.product.addPart("Part B");
}
public buildPartC(): void {
this.product.addPart("Part C");
}
}
class Director {
private builder: Builder;
constructor(builder: Builder) {
this.builder = builder;
}
public construct(): void {
this.builder.buildPartA();
this.builder.buildPartB();
this.builder.buildPartC();
}
}
// 使用示例
const builder = new ConcreteBuilder();
const director = new Director(builder);
director.construct();
const product = builder.getResult();
product.showParts(); // 输出 "Product parts: Part A, Part B, Part C"
在上面的代码中，我们定义了一个产品类 Product，它包含了一些部件。然后，我们定义了一个抽象建造者类 Builder，它定义了产品的创建过程。具体的建造者类 ConcreteBuilder 继承自抽象建造者类，并实现了具体的创建方法。最后，我们创建了一个导演类 Director，它负责组装产品。通过调用导演类的 construct 方法，我们可以创建一个完整的产品对象。
🗂️ 原型模式
克隆的魔术师
原型模式，听起来就像是一个魔术师，能够通过克隆自己来创建新的对象。在前端开发中，我们有时候需要创建一个对象，并且该对象的初始化过程比较复杂，这时候原型模式就能派上用场了。
优缺点
原型模式的优点在于它能够通过克隆来创建新的对象，避免了对象初始化过程的复杂性。同时，它也能够提高对象的创建效率，减少了不必要的资源消耗。然而，原型模式也有一些缺点，比如需要实现对象的克隆方法，同时也会增加代码的复杂性。
使用场景
在前端开发中，原型模式经常用于创建复杂的对象、组件等。比如，我们可以使用原型模式来创建一个可复用的表单模板，通过克隆来生成不同的表单实例。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的原型模式的示例代码：
abstract class Prototype {
public abstract clone(): Prototype;
}
class ConcretePrototypeA extends Prototype {
public clone(): Prototype {
return new ConcretePrototypeA();
}
}
class ConcretePrototypeB extends Prototype {
public clone(): Prototype {
return new ConcretePrototypeB();
}
}
// 使用示例
const prototypeA = new ConcretePrototypeA();
const cloneA = prototypeA.clone();
console.log(cloneA instanceof ConcretePrototypeA); // 输出 true
const prototypeB = new ConcretePrototypeB();
const cloneB = prototypeB.clone();
console.log(cloneB instanceof ConcretePrototypeB); // 输出 true
在上面的代码中，我们定义了一个抽象原型类 Prototype，它包含了一个 clone 方法，用于克隆自身。然后，我们定义了两个具体的原型类 ConcretePrototypeA 和 ConcretePrototypeB，它们分别实现了 clone 方法。通过调用原型对象的 clone 方法，我们可以创建一个新的对象。
📦 抽象工厂模式
制造一切的抽象工厂
抽象工厂模式，听起来就像是一个超级工厂，能够制造一切你想要的对象。在前端开发中，我们经常需要根据不同的条件创建不同类型的对象，有时候甚至需要创建多个相关的对象，这时候抽象工厂模式就能派上用场了。
优缺点
抽象工厂模式的优点在于它能够将对象的创建和使用解耦，使得代码更加灵活和可维护。同时，它也能够隐藏对象的具体实现，提高代码的安全性。然而，抽象工厂模式也有一些缺点，比如增加了代码的复杂性，同时也会增加一些额外的开销。
使用场景
在前端开发中，抽象工厂模式经常用于创建一组相关的对象。比如，我们可以使用抽象工厂模式来创建一套符合设计规范的 UI 组件库，包括按钮、输入框、下拉框等。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的抽象工厂模式的示例代码：
interface Button {
render(): void;
}
interface Input {
render(): void;
}
interface UIComponentFactory {
createButton(): Button;
createInput(): Input;
}
class AntDesignButton implements Button {
public render(): void {
console.log("Rendering Ant Design button...");
}
}
class AntDesignInput implements Input {
public render(): void {
console.log("Rendering Ant Design input...");
}
}
class AntDesignUIComponentFactory implements UIComponentFactory {
public createButton(): Button {
return new AntDesignButton();
}
public createInput(): Input {
return new AntDesignInput();
}
}
class MaterialUIButton implements Button {
public render(): void {
console.log("Rendering Material UI button...");
}
}
class MaterialUIInput implements Input {
public render(): void {
console.log("Rendering Material UI input...");
}
}
class MaterialUIComponentFactory implements UIComponentFactory {
public createButton(): Button {
return new MaterialUIButton();
}
public createInput(): Input {
return new MaterialUIInput();
}
}
// 使用示例
const antDesignFactory = new AntDesignUIComponentFactory();
const antDesignButton = antDesignFactory.createButton();
const antDesignInput = antDesignFactory.createInput();
antDesignButton.render(); // 输出 "Rendering Ant Design button..."
antDesignInput.render(); // 输出 "Rendering Ant Design input..."
const materialUIFactory = new MaterialUIComponentFactory();
const materialUIButton = materialUIFactory.createButton();
const materialUIInput = materialUIFactory.createInput();
materialUIButton.render(); // 输出 "Rendering Material UI button..."
materialUIInput.render(); // 输出 "Rendering Material UI input..."
在上面的代码中，我们定义了一组抽象的 UI 组件接口 Button 和 Input。然后，我们定义了一个抽象工厂接口 UIComponentFactory，它包含了创建不同类型组件的方法。接着，我们实现了两个具体的工厂类 AntDesignUIComponentFactory 和 MaterialUIComponentFactory，它们分别实现了抽象工厂接口。通过调用不同的工厂类的方法，我们可以创建对应的组件对象。
结构型
结构型模式主要关注的是对象之间的组织方式，及如何组合和使用类和对象形成更大的结构，以解决系统的设计问题。就像是房子的结构一样，想象一下你要设计一座大楼，你需要考虑大楼的楼层、楼梯、电梯等等。
🧱 适配器模式
这个适配器真灵活！
适配器模式，听起来就像是一个变形金刚，能够将不兼容的接口转换成可兼容的接口。在前端开发中，我们经常会遇到不同的接口之间不兼容的情况，这时候适配器模式就能派上用场了。
优缺点
适配器模式的优点在于它能够将不兼容的接口进行适配，使得它们可以协同工作。同时，它也能够提高代码的灵活性和可复用性。然而，适配器模式也有一些缺点，比如增加了代码的复杂性，同时也会增加一些额外的开销。
使用场景
在前端开发中，适配器模式经常用于兼容不同的接口和数据格式。比如，我们可以使用适配器模式来将一个第三方库的接口适配成我们需要的接口格式。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的适配器模式的示例代码：
interface NewApi {
getData(): Promise<string[]>;
}
interface OldApi {
fetchData(): string[];
}
class NewApiImpl implements NewApi {
public async getData(): Promise<string[]> {
// 调用新接口，返回 Promise
return ["data1", "data2", "data3"];
}
}
class OldApiAdapter implements OldApi {
private newApi: NewApi;
constructor(newApi: NewApi) {
this.newApi = newApi;
}
public fetchData(): string[] {
// 调用新接口，并将 Promise 转换为数组
const promise = this.newApi.getData();
const data: string[] = [];
promise.then((result) => {
data.push(...result);
});
return data;
}
}
// 使用示例
const newApi = new NewApiImpl();
const oldApi = new OldApiAdapter(newApi);
console.log(oldApi.fetchData()); // 输出 ["data1", "data2", "data3"]
在上面的代码中，我们定义了两个接口 NewApi 和 OldApi，它们分别表示新的和旧的接口。然后，我们实现了新接口的具体实现类 NewApiImpl，并且实现了 getData 方法。接着，我们创建了一个适配器类 OldApiAdapter，它实现了旧接口，内部使用新接口来完成数据的获取和适配。通过使用适配器，我们就可以在旧的接口上调用新的接口。
🧩 组合模式
组合，让代码更加有层次感！
组合模式，听起来就像是一把魔法棒，能够将一组对象组织成树形结构，并对外提供统一的接口。在前端开发中，我们经常需要处理一组对象的层次关系，这时候组合模式就能派上用场了。
优缺点
组合模式的优点在于它能够将对象的层次关系组织起来，使得代码更加清晰和易于扩展。同时，它也能够统一对待单个对象和组合对象，提高代码的灵活性和可复用性。然而，组合模式也有一些缺点，比如增加了代码的复杂性，同时也会增加一些额外的开销。
使用场景
在前端开发中，组合模式经常用于处理树形结构的数据和组件。比如，我们可以使用组合模式来构建一个可嵌套的菜单组件，每个菜单项可以是一个单独的对象，也可以包含子菜单。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的组合模式的示例代码：
abstract class Component {
protected name: string;
constructor(name: string) {
this.name = name;
}
public abstract show(): void;
}
class Leaf extends Component {
public show(): void {
console.log(`Leaf: ${this.name}`);
}
}
class Composite extends Component {
private children: Component[] = [];
public add(component: Component): void {
this.children.push(component);
}
public remove(component: Component): void {
const index = this.children.indexOf(component);
if (index !== -1) {
this.children.splice(index, 1);
}
}
public show(): void {
console.log(`Composite: ${this.name}`);
for (const child of this.children) {
child.show();
}
}
}
// 使用示例
const root = new Composite("root");
const leaf1 = new Leaf("leaf1");
root.add(leaf1);
const leaf2 = new Leaf("leaf2");
root.add(leaf2);
const subComposite = new Composite("subComposite");
root.add(subComposite);
const leaf3 = new Leaf("leaf3");
subComposite.add(leaf3);
root.show();
在上面的代码中，我们定义了一个抽象组件类 Component，它包含了一个 show 方法。然后，我们定义了两个具体的组件类 Leaf 和 Composite，它们分别实现了 show 方法。Leaf 表示叶子节点，它没有子节点；Composite 表示组合节点，它可以包含子节点。通过组合不同的组件对象，我们可以构建一个树形结构，并通过调用根节点的 show 方法来展示整个结构。
🏢 桥接模式
桥接，让代码更加灵活！
桥接模式，听起来好像是在搭桥，能够将抽象和实现解耦，使得它们可以独立变化。在前端开发中，我们经常会遇到抽象和实现之间的耦合问题，这时候桥接模式就能派上用场了。
优缺点
桥接模式的优点在于它能够将抽象和实现解耦，使得它们可以独立变化，提高代码的灵活性和可扩展性。同时，它也能够隐藏对象的具体实现，提高代码的安全性。然而，桥接模式也有一些缺点，比如增加了代码的复杂性，同时也会增加一些额外的开销。
使用场景
在前端开发中，桥接模式经常用于处理不同平台、不同设备之间的适配问题。比如，我们可以使用桥接模式来处理不同浏览器之间的兼容性问题。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的桥接模式的示例代码：
interface Implementor {
operationImpl(): void;
}
class ConcreteImplementorA implements Implementor {
public operationImpl(): void {
console.log("Concrete Implementor A");
}
}
class ConcreteImplementorB implements Implementor {
public operationImpl(): void {
console.log("Concrete Implementor B");
}
}
abstract class Abstraction {
protected implementor: Implementor;
constructor(implementor: Implementor) {
this.implementor = implementor;
}
public abstract operation(): void;
}
class RefinedAbstraction extends Abstraction {
public operation(): void {
console.log("Refined Abstraction");
this.implementor.operationImpl();
}
}
// 使用示例
const implementorA = new ConcreteImplementorA();
const abstractionA = new RefinedAbstraction(implementorA);
abstractionA.operation();
// 输出
// Refined Abstraction
// Concrete Implementor A
const implementorB = new ConcreteImplementorB();
const abstractionB = new RefinedAbstraction(implementorB);
abstractionB.operation();
// 输出
// Refined Abstraction
// Concrete Implementor B
在上面的代码中，我们定义了一个实现者接口 Implementor，它包含了一个 operationImpl 方法。然后，我们分别实现了两个具体的实现者类 ConcreteImplementorA 和 ConcreteImplementorB，它们分别实现了 operationImpl 方法。接着，我们定义了一个抽象类 Abstraction，它包含了一个抽象方法 operation 和一个实现者的引用。最后，我们创建了一个具体的扩展类 RefinedAbstraction，它继承自抽象类，并实现了抽象方法。通过使用桥接模式，我们可以将抽象和实现解耦，使得它们可以独立变化。
🧩 代理模式
代理，为对象做些额外的事情！
代理模式，听起来好像是为对象找了个替身，可以在对象的基础上添加一些额外的功能。在前端开发中，我们有时候需要在访问对象之前或之后执行一些额外的操作，这时候代理模式就能派上用场了。
优缺点
代理模式的优点在于它可以在不改变原有对象的情况下，为其添加额外的功能。同时，它也能够实现对象的延迟加载，提高性能。然而，代理模式也有一些缺点，比如增加了代码的复杂性，同时也会增加一些额外的开销。
使用场景
在前端开发中，代理模式经常用于实现缓存、权限控制、事件代理等功能。比如，我们可以使用代理模式来实现图片的懒加载，只有当图片进入可视区域时才加载图片资源。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的代理模式的示例代码：
interface Image {
display(): void;
}
class RealImage implements Image {
private fileName: string;
constructor(fileName: string) {
this.fileName = fileName;
this.loadImage();
}
private loadImage(): void {
console.log(`Loading image: ${this.fileName}`);
}
public display(): void {
console.log(`Displaying image: ${this.fileName}`);
}
}
class ProxyImage implements Image {
private realImage: RealImage | null = null;
private fileName: string;
constructor(fileName: string) {
this.fileName = fileName;
}
public display(): void {
if (!this.realImage) {
this.realImage = new RealImage(this.fileName);
}
this.realImage.display();
}
}
// 使用示例
const image1 = new ProxyImage("image1.jpg");
image1.display();
// 输出
// Loading image: image1.jpg
// Displaying image: image1.jpg
const image2 = new ProxyImage("image2.jpg");
image2.display();
// 输出
// Loading image: image2.jpg
// Displaying image: image2.jpg
image2.display();
// 输出
// Displaying image: image2.jpg
在上面的代码中，我们定义了一个图片接口 Image，它包含了一个 display 方法。然后，我们实现了具体的图片类 RealImage，它负责加载和显示图片。接着，我们创建了一个代理图片类 ProxyImage，它包含了一个对真实图片对象的引用。在代理类的 display 方法中，我们通过判断真实图片是否存在来决定是否加载和显示图片。通过使用代理模式，我们可以实现延迟加载和缓存的效果。
🧱 装饰器模式
装饰，为对象添砖加瓦！
装饰器模式，听起来好像是在原有对象上添加一些额外的功能，而不需要修改原有对象的结构。在前端开发中，我们有时候需要在对象的行为或属性上动态地添加一些功能，这时候装饰器模式就能派上用场了。
优缺点
装饰器模式的优点在于它可以动态地为对象添加功能，而不需要修改原有对象的结构。同时，它也能够实现对象的扩展和组合，提高代码的灵活性和可复用性。然而，装饰器模式也有一些缺点，比如增加了代码的复杂性，同时也会增加一些额外的开销。
使用场景
在前端开发中，装饰器模式经常用于实现日志记录、性能监控、权限验证等功能。比如，我们可以使用装饰器模式来为函数添加缓存功能，提高函数的执行效率。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的装饰器模式的示例代码：
interface Component {
operation(): void;
}
class ConcreteComponent implements Component {
public operation(): void {
console.log("Concrete Component");
}
}
class Decorator implements Component {
protected component: Component;
constructor(component: Component) {
this.component = component;
}
public operation(): void {
this.component.operation();
}
}
class ConcreteDecoratorA extends Decorator {
public operation(): void {
super.operation();
this.addBehavior();
}
private addBehavior(): void {
console.log("Add behavior A");
}
}
class ConcreteDecoratorB extends Decorator {
public operation(): void {
super.operation();
this.addBehavior();
}
private addBehavior(): void {
console.log("Add behavior B");
}
}
// 使用示例
const component = new ConcreteComponent();
const decoratorA = new ConcreteDecoratorA(component);
const decoratorB = new ConcreteDecoratorB(decoratorA);
decoratorB.operation();
// 输出
// Concrete Component
// Add behavior A
// Add behavior B
在上面的代码中，我们定义了一个组件接口 Component，它包含了一个 operation 方法。然后，我们实现了具体的组件类 ConcreteComponent，它负责执行具体的操作。接着，我们创建了一个装饰器类 Decorator，它包含了一个对组件对象的引用，并在 operation 方法中调用组件的操作。最后，我们创建了两个具体的装饰器类 ConcreteDecoratorA 和 ConcreteDecoratorB，它们分别在 operation 方法中调用组件的操作，并添加了额外的行为。通过使用装饰器模式，我们可以在不改变组件结构的情况下，动态地为组件添加功能。
✨ 外观模式
外观，让复杂的事情变得简单！
外观模式，听起来就像是一个大管家，能够隐藏底层的复杂性，为外部提供简单的接口。在前端开发中，我们有时候需要处理一些复杂的逻辑和接口调用，这时候外观模式就能派上用场了。
优缺点
外观模式的优点在于它可以隐藏底层的复杂性，为外部提供简单的接口。同时，它也能够减少组件之间的依赖关系，提高代码的灵活性和可维护性。然而，外观模式也有一些缺点，比如可能会增加一些额外的开销，同时也可能会暴露底层的实现细节。
使用场景
在前端开发中，外观模式经常用于封装复杂的接口调用和操作流程，提供简单的接口给外部使用。比如，我们可以使用外观模式来封装一个网络请求库，隐藏底层请求库的复杂性，为外部提供简单的调用接口。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的外观模式的示例代码：
class SubsystemA {
public operationA(): void {
console.log("Subsystem A operation");
}
}
class SubsystemB {
public operationB(): void {
console.log("Subsystem B operation");
}
}
class SubsystemC {
public operationC(): void {
console.log("Subsystem C operation");
}
}
class Facade {
private subsystemA: SubsystemA;
private subsystemB: SubsystemB;
private subsystemC: SubsystemC;
constructor() {
this.subsystemA = new SubsystemA();
this.subsystemB = new SubsystemB();
this.subsystemC = new SubsystemC();
}
public operation(): void {
this.subsystemA.operationA();
this.subsystemB.operationB();
this.subsystemC.operationC();
}
}
// 使用示例
const facade = new Facade();
facade.operation();
// 输出
// Subsystem A operation
// Subsystem B operation
// Subsystem C operation
在上面的代码中，我们定义了三个子系统类 SubsystemA、SubsystemB 和 SubsystemC，它们分别负责不同的操作。然后，我们创建了一个外观类 Facade，它包含了对子系统对象的引用，并提供了一个统一的操作方法 operation，在该方法中调用了子系统的操作。通过使用外观模式，我们可以将复杂的操作流程和子系统调用封装起来，为外部提供一个简单的接口。
🧩 给予模式
给予，为对象增加职责！
给予模式，听起来像是为对象增加了一些额外的职责或功能。在前端开发中，有时候我们需要为对象动态地添加一些额外的职责，这时候给予模式就能派上用场了。
优缺点
给予模式的优点在于它可以动态地为对象添加职责，而不需要修改原有对象的结构。同时，它也能够实现对象的扩展和组合，提高代码的灵活性和可复用性。然而，给予模式也有一些缺点，比如增加了代码的复杂性，同时也会增加一些额外的开销。
使用场景
在前端开发中，给予模式经常用于为对象动态地添加功能或行为。比如，我们可以使用给予模式来为 DOM 元素添加事件监听器、动态地改变样式等。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的给予模式的示例代码：
interface Component {
operation(): void;
}
class ConcreteComponent implements Component {
public operation(): void {
console.log("Concrete Component");
}
}
class Decorator implements Component {
protected component: Component;
constructor(component: Component) {
this.component = component;
}
public operation(): void {
this.component.operation();
}
}
class ConcreteDecoratorA extends Decorator {
public operation(): void {
this.component.operation();
this.addBehavior();
}
private addBehavior(): void {
console.log("Add behavior A");
}
}
class ConcreteDecoratorB extends Decorator {
public operation(): void {
this.component.operation();
this.addBehavior();
}
private addBehavior(): void {
console.log("Add behavior B");
}
}
// 使用示例
const component = new ConcreteComponent();
const decoratorA = new ConcreteDecoratorA(component);
const decoratorB = new ConcreteDecoratorB(decoratorA);
decoratorB.operation();
// 输出
// Concrete Component
// Add behavior A
// Add behavior B
在上面的代码中，我们定义了一个组件接口 Component，它包含了一个 operation 方法。然后，我们实现了具体的组件类 ConcreteComponent，它负责执行具体的操作。接着，我们创建了一个装饰器类 Decorator，它包含了一个对组件对象的引用，并在 operation 方法中调用组件的操作。最后，我们创建了两个具体的装饰器类 ConcreteDecoratorA 和 ConcreteDecoratorB，它们分别在 operation 方法中调用组件的操作，并添加了额外的行为。通过使用给予模式，我们可以在不改变组件结构的情况下，动态地为组件添加功能。
🚧 享元模式
享元，共享对象的轻量级复制！
享元模式，听起来好像是在做轻量级的复制，可以共享对象并减少内存的使用。在前端开发中，我们有时候需要创建大量的对象，但这些对象可能具有相同的属性和行为，这时候享元模式就能派上用场了。
优缺点
享元模式的优点在于它可以共享对象，并减少内存的使用。同时，它也能够提高对象的创建和访问效率，减少系统的开销。然而，享元模式也有一些缺点，比如增加了代码的复杂性，同时也可能会增加一些维护成本。
使用场景
在前端开发中，享元模式经常用于优化大量相似对象的创建和使用。比如，我们可以使用享元模式来缓存和复用 DOM 元素，提高页面的渲染性能。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的享元模式的示例代码：
interface Flyweight {
operation(state: string): void;
}
class ConcreteFlyweight implements Flyweight {
private sharedState: string;
constructor(sharedState: string) {
this.sharedState = sharedState;
}
public operation(state: string): void {
console.log(`Shared state: ${this.sharedState}, Unshared state: ${state}`);
}
}
class FlyweightFactory {
private flyweights: { [key: string]: Flyweight } = {};
public getFlyweight(sharedState: string): Flyweight {
if (!this.flyweights[sharedState]) {
this.flyweights[sharedState] = new ConcreteFlyweight(sharedState);
}
return this.flyweights[sharedState];
}
}
// 使用示例
const factory = new FlyweightFactory();
const flyweight1 = factory.getFlyweight("shared state");
flyweight1.operation("unshared state 1");
// 输出
// Shared state: shared state, Unshared state: unshared state 1
const flyweight2 = factory.getFlyweight("shared state");
flyweight2.operation("unshared state 2");
// 输出
// Shared state: shared state, Unshared state: unshared state 2
console.log(flyweight1 === flyweight2); // 输出 true
在上面的代码中，我们定义了一个享元接口 Flyweight，它包含了一个 operation 方法。然后，我们实现了具体的享元类 ConcreteFlyweight，它包含了共享的状态和非共享的状态，并实现了 operation 方法。接着，我们创建了一个享元工厂类 FlyweightFactory，它负责管理和共享享元对象。通过使用享元模式，我们可以共享相同状态的对象，并减少内存的使用。
行为型
行为型模式主要关注对象之间的通信和协作，以及如何在不同对象之间分配责任。就像人们在房子中的各种活动，想象一下你在房子里的行为，比如开关灯、看电视等等。
🎭 中介者模式
中介，让我来协调你们之间的关系！
中介者模式，听起来好像是一个协调者，能够管理和协调一组对象之间的通信和交互。在前端开发中，当一组对象之间存在复杂的交互关系时，中介者模式就能派上用场了。
优缺点
中介者模式的优点在于它可以解耦一组对象之间的通信和交互，使得代码更加灵活和可维护。同时，它也能够减少对象之间的直接依赖关系，提高代码的扩展性和可测试性。然而，中介者模式也有一些缺点，比如可能会增加一些额外的开销，同时也可能会增加一些维护成本。
使用场景
在前端开发中，中介者模式经常用于处理复杂的页面交互、组件通信等场景。比如，我们可以使用中介者模式来管理和协调一组组件之间的通信和交互。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的中介者模式的示例：
// 定义一个中介者接口
interface Mediator {
notify(sender: Component, event: string): void;
}
// 定义一个组件基类
abstract class Component {
protected mediator: Mediator;
constructor(mediator: Mediator) {
this.mediator = mediator;
}
abstract send(event: string): void;
abstract receive(event: string): void;
}
// 定义具体的组件类
class ConcreteComponent1 extends Component {
send(event: string): void {
console.log(`Component1 sends event: ${event}`);
this.mediator.notify(this, event);
}
receive(event: string): void {
console.log(`Component1 receives event: ${event}`);
}
}
class ConcreteComponent2 extends Component {
send(event: string): void {
console.log(`Component2 sends event: ${event}`);
this.mediator.notify(this, event);
}
receive(event: string): void {
console.log(`Component2 receives event: ${event}`);
}
}
// 定义具体的中介者类
class ConcreteMediator implements Mediator {
private component1: ConcreteComponent1;
private component2: ConcreteComponent2;
setComponent1(component: ConcreteComponent1) {
this.component1 = component;
}
setComponent2(component: ConcreteComponent2) {
this.component2 = component;
}
notify(sender: Component, event: string): void {
if (sender === this.component1) {
this.component2.receive(event);
} else if (sender === this.component2) {
this.component1.receive(event);
}
}
}
// 使用中介者模式
const mediator = new ConcreteMediator();
const component1 = new ConcreteComponent1(mediator);
const component2 = new ConcreteComponent2(mediator);
mediator.setComponent1(component1);
mediator.setComponent2(component2);
component1.send('Hello');
component2.send('World');
通过上面的示例，我们可以看到中介者模式的具体应用。在这个示例中，中介者 ConcreteMediator 管理了两个组件 ConcreteComponent1 和 ConcreteComponent2 之间的通信和交互。当其中一个组件发送事件时，中介者会通知另一个组件接收并处理该事件。
中介者模式可以帮助我们简化复杂的交互逻辑，提高代码的可维护性和扩展性。在实际的前端开发中，我们可以根据具体的场景选择是否使用中介者模式来进行组件之间的通信和交互管理。
🐛 迭代器模式
让我帮你迭代一下！
迭代器模式是一种提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而不需要暴露该对象的内部表示。在前端开发中，迭代器模式常用于遍历数组、集合等数据结构。
优缺点
迭代器模式的优点在于它能够提供一种统一的遍历接口，使得客户端代码可以统一处理不同类型的集合对象。同时，它也能够将遍历算法和集合对象解耦，提高代码的灵活性和可维护性。然而，迭代器模式也有一些缺点，比如可能会增加一些额外的开销，同时也可能会导致一些性能问题。
使用场景
在前端开发中，迭代器模式经常用于遍历数组、集合等数据结构。比如，我们可以使用迭代器模式来实现自定义的迭代器，以便在循环中访问集合中的元素。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的迭代器模式的示例：
// 定义一个迭代器接口
interface Iterator<T> {
hasNext(): boolean;
next(): T;
}
// 定义一个聚合对象接口
interface Aggregate<T> {
createIterator(): Iterator<T>;
}
// 定义具体的迭代器类
class ArrayIterator<T> implements Iterator<T> {
private array: T[];
private index: number;
constructor(array: T[]) {
this.array = array;
this.index = 0;
}
hasNext(): boolean {
return this.index < this.array.length;
}
next(): T {
if (this.hasNext()) {
return this.array[this.index++];
}
throw new Error('No more elements');
}
}
// 定义具体的聚合对象类
class ArrayAggregate<T> implements Aggregate<T> {
private array: T[];
constructor(array: T[]) {
this.array = array;
}
createIterator(): Iterator<T> {
return new ArrayIterator<T>(this.array);
}
}
// 使用迭代器模式
const array = [1, 2, 3, 4, 5];
const aggregate = new ArrayAggregate(array);
const iterator = aggregate.createIterator();
while (iterator.hasNext()) {
console.log(iterator.next());
}
通过上面的示例，我们可以看到迭代器模式的具体应用。在这个示例中，聚合对象 ArrayAggregate 封装了一个数组，并提供了创建迭代器的方法 createIterator。迭代器 ArrayIterator 实现了遍历数组的逻辑，客户端代码可以通过迭代器的 hasNext 和 next 方法来访问数组中的元素。
迭代器模式可以帮助我们封装遍历算法，提供一种统一的遍历接口，使得客户端代码可以统一处理不同类型的集合对象。在实际的前端开发中，我们可以根据具体的场景选择是否使用迭代器模式来处理遍历需求。
🐦 状态模式
让我来帮你改变状态！
状态模式是一种允许对象在内部状态发生改变时改变其行为的设计模式。它将对象的行为封装在不同的状态中，并通过改变状态来改变行为。在前端开发中，状态模式常用于处理复杂的状态逻辑和状态转换。
优缺点
状态模式的优点在于它能够将复杂的状态逻辑封装在不同的状态类中，使得代码更加清晰和可维护。同时，它也能够遵循开闭原则，新增状态时不需要修改原有代码。然而，状态模式也有一些缺点，比如会增加一些额外的类和对象，同时也可能会增加一些维护成本。
使用场景
在前端开发中，状态模式经常用于处理复杂的状态逻辑和状态转换。比如，我们可以使用状态模式来管理表单的不同状态，根据当前状态决定表单的行为和显示。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的状态模式的示例：
// 定义一个状态接口
interface State {
handle(): void;
}
// 定义具体的状态类
class ConcreteStateA implements State {
handle(): void {
console.log('Handle state A');
}
}
class ConcreteStateB implements State {
handle(): void {
console.log('Handle state B');
}
}
// 定义一个上下文类
class Context {
private state: State;
setState(state: State): void {
console.log('Set state');
this.state = state;
}
request(): void {
console.log('Request');
this.state.handle();
}
}
// 使用状态模式
const context = new Context();
const stateA = new ConcreteStateA();
const stateB = new ConcreteStateB();
context.setState(stateA);
context.request();
context.setState(stateB);
context.request();
通过上面的示例，我们可以看到状态模式的具体应用。在这个示例中，上下文类 Context 封装了一个状态对象，并通过 setState 方法来改变状态。状态接口 State 定义了一个 handle 方法，具体的状态类 ConcreteStateA 和 ConcreteStateB 实现了该方法，根据当前的状态来执行不同的行为。
状态模式可以帮助我们管理复杂的状态逻辑和状态转换，使得代码更加清晰和可维护。在实际的前端开发中，我们可以根据具体的场景选择是否使用状态模式来处理状态相关的逻辑。
🎯 策略模式
让我来帮你选择策略！
策略模式是一种定义一系列算法的方法，并且将其封装在可互换的策略对象中的设计模式。通过使用策略模式，可以在运行时根据需求选择不同的策略来完成任务。在前端开发中，策略模式常用于处理不同的算法或行为。
优缺点
策略模式的优点在于它能够将算法的选择和使用进行解耦，使得代码更加灵活和可维护。同时，它也能够遵循开闭原则，新增策略时不需要修改原有代码。然而，策略模式也有一些缺点，比如会增加一些额外的类和对象，同时也可能会增加一些维护成本。
使用场景
在前端开发中，策略模式经常用于处理不同的算法或行为。比如，我们可以使用策略模式来实现不同的排序算法、表单验证规则等。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的策略模式的示例：
// 定义一个策略接口
interface Strategy {
execute(): void;
}
// 定义具体的策略类
class ConcreteStrategyA implements Strategy {
execute(): void {
console.log('Execute strategy A');
}
}
class ConcreteStrategyB implements Strategy {
execute(): void {
console.log('Execute strategy B');
}
}
// 定义一个上下文类
class Context {
private strategy: Strategy;
setStrategy(strategy: Strategy): void {
console.log('Set strategy');
this.strategy = strategy;
}
executeStrategy(): void {
console.log('Execute strategy');
this.strategy.execute();
}
}
// 使用策略模式
const context = new Context();
const strategyA = new ConcreteStrategyA();
const strategyB = new ConcreteStrategyB();
context.setStrategy(strategyA);
context.executeStrategy();
context.setStrategy(strategyB);
context.executeStrategy();
通过上面的示例，我们可以看到策略模式的具体应用。在这个示例中，上下文类 Context 封装了一个策略对象，并通过 setStrategy 方法来改变策略。策略接口 Strategy 定义了一个 execute 方法，具体的策略类 ConcreteStrategyA 和 ConcreteStrategyB 实现了该方法，根据需求选择不同的策略来执行任务。
策略模式可以帮助我们解耦算法的选择和使用，使得代码更加灵活和可维护。在实际的前端开发中，我们可以根据具体的场景选择是否使用策略模式来处理不同的算法或行为。
📦 责任链模式
让我来帮你传递责任！
责任链模式是一种将请求从一个处理者传递到下一个处理者，直到找到能够处理该请求的对象的设计模式。每个处理者都持有对下一个处理者的引用，形成一个链条。在前端开发中，责任链模式常用于处理请求的分发和处理。
优缺点
责任链模式的优点在于它能够解耦请求发送者和接收者之间的关系，使得代码更加灵活和可维护。同时，它也能够动态地组织处理者的顺序和结构。然而，责任链模式也有一些缺点，比如每个请求都需要遍历整个链条，可能会影响性能。
使用场景
在前端开发中，责任链模式经常用于处理请求的分发和处理。比如，我们可以使用责任链模式来处理用户输入事件的分发和处理。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的责任链模式的示例：
// 定义一个处理者接口
interface Handler {
setNext(handler: Handler): void;
handleRequest(request: string): void;
}
// 定义具体的处理者类
class ConcreteHandlerA implements Handler {
private nextHandler: Handler | null = null;
setNext(handler: Handler): void {
console.log('Set next handler for A');
this.nextHandler = handler;
}
handleRequest(request: string): void {
if (request === 'A') {
console.log('Handle request A');
} else if (this.nextHandler) {
console.log('Pass request A to next handler');
this.nextHandler.handleRequest(request);
} else {
console.log('No handler can handle request');
}
}
}
class ConcreteHandlerB implements Handler {
private nextHandler: Handler | null = null;
setNext(handler: Handler): void {
console.log('Set next handler for B');
this.nextHandler = handler;
}
handleRequest(request: string): void {
if (request === 'B') {
console.log('Handle request B');
} else if (this.nextHandler) {
console.log('Pass request B to next handler');
this.nextHandler.handleRequest(request);
} else {
console.log('No handler can handle request');
}
}
}
// 使用责任链模式
const handlerA = new ConcreteHandlerA();
const handlerB = new ConcreteHandlerB();
handlerA.setNext(handlerB);
handlerA.handleRequest('A');
handlerA.handleRequest('B');
handlerA.handleRequest('C');
通过上面的示例，我们可以看到责任链模式的具体应用。在这个示例中，处理者接口 Handler 定义了设置下一个处理者和处理请求的方法。具体的处理者类 ConcreteHandlerA 和 ConcreteHandlerB 实现了这两个方法，并根据请求来决定是否处理请求或将请求传递给下一个处理者。
责任链模式可以帮助我们动态地组织处理者的顺序和结构，实现请求的分发和处理。在实际的前端开发中，我们可以根据具体的场景选择是否使用责任链模式来处理请求的分发和处理。
📟 命令模式
让我来执行你的命令！
命令模式是一种将请求封装成对象的设计模式，使得可以将不同的请求参数化并且能够支持请求的排队、记录和撤销等操作。在前端开发中，命令模式常用于处理用户操作的执行和撤销。
优缺点
命令模式的优点在于它能够将请求发送者和接收者解耦，使得代码更加灵活和可维护。同时，它也能够支持请求的排队、记录和撤销等操作。然而，命令模式也有一些缺点，比如会增加一些额外的类和对象，同时也可能会增加一些维护成本。
使用场景
在前端开发中，命令模式经常用于处理用户操作的执行和撤销。比如，我们可以使用命令模式来管理按钮点击事件的执行和撤销等操作。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的命令模式的示例：
// 定义一个命令接口
interface Command {
execute(): void;
undo(): void;
}
// 定义具体的命令类
class ConcreteCommandA implements Command {
execute(): void {
console.log('Execute command A');
}
undo(): void {
console.log('Undo command A');
}
}
class ConcreteCommandB implements Command {
execute(): void {
console.log('Execute command B');
}
undo(): void {
console.log('Undo command B');
}
}
// 定义一个请求者类
class Invoker {
private commands: Command[] = [];
addCommand(command: Command): void {
console.log('Add command');
this.commands.push(command);
}
executeCommands(): void {
console.log('Execute commands');
this.commands.forEach((command) => {
command.execute();
});
}
undoCommands(): void {
console.log('Undo commands');
this.commands.reverse().forEach((command) => {
command.undo();
});
}
}
// 使用命令模式
const invoker = new Invoker();
const commandA = new ConcreteCommandA();
const commandB = new ConcreteCommandB();
invoker.addCommand(commandA);
invoker.addCommand(commandB);
invoker.executeCommands();
invoker.undoCommands();
通过上面的示例，我们可以看到命令模式的具体应用。在这个示例中，命令接口 Command 定义了执行和撤销命令的方法。具体的命令类 ConcreteCommandA 和 ConcreteCommandB 实现了这两个方法，并根据具体的命令来执行和撤销相应的操作。请求者类 Invoker 保存了一组命令，并提供执行和撤销命令的方法。
命令模式可以帮助我们将请求参数化，并支持请求的排队、记录和撤销等操作，实现用户操作的执行和撤销。在实际的前端开发中，我们可以根据具体的场景选择是否使用命令模式来处理用户操作。
🕵️♀️ 观察者模式
你们在观察什么？
观察者模式是一种对象间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生变化时，它的所有依赖对象都会收到通知并自动更新。在前端开发中，观察者模式常用于处理事件监听和消息订阅等场景。
优缺点
观察者模式的优点在于它能够解耦一组对象之间的通信和交互，使得代码更加灵活和可维护。同时，它也能够支持广播通信，一个被观察者可以同时通知多个观察者。然而，观察者模式也有一些缺点，比如可能会增加一些维护成本，同时也可能会引发循环依赖的问题。
使用场景
在前端开发中，观察者模式经常用于处理事件监听和消息订阅等场景。比如，我们可以使用观察者模式来实现组件之间的通信和状态同步。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的观察者模式的示例：
// 定义一个被观察者接口
interface Subject {
attach(observer: Observer): void;
detach(observer: Observer): void;
notify(): void;
}
// 定义一个观察者接口
interface Observer {
update(): void;
}
// 定义具体的被观察者类
class ConcreteSubject implements Subject {
private observers: Observer[] = [];
attach(observer: Observer): void {
console.log('Attach an observer');
this.observers.push(observer);
}
detach(observer: Observer): void {
console.log('Detach an observer');
const index = this.observers.indexOf(observer);
if (index !== -1) {
this.observers.splice(index, 1);
}
}
notify(): void {
console.log('Notify observers');
for (const observer of this.observers) {
observer.update();
}
}
}
// 定义具体的观察者类
class ConcreteObserver implements Observer {
update(): void {
console.log('Received notification');
}
}
// 使用观察者模式
const subject = new ConcreteSubject();
const observer1 = new ConcreteObserver();
const observer2 = new ConcreteObserver();
subject.attach(observer1);
subject.attach(observer2);
subject.notify();
subject.detach(observer2);
subject.notify();
通过上面的示例，我们可以看到观察者模式的具体应用。在这个示例中，被观察者 ConcreteSubject 管理了一组观察者 ConcreteObserver，当被观察者发生变化时，它会通知所有的观察者进行更新。
观察者模式可以帮助我们实现对象间的解耦和事件的广播通知，提高代码的可维护性和扩展性。在实际的前端开发中，我们可以根据具体的场景选择是否使用观察者模式来处理事件监听和消息订阅等需求。
📦 访问者模式
让我来访问你的元素！
访问者模式是一种将算法与对象结构分离的设计模式，它可以在不改变对象结构的前提下定义新的操作。通过访问者模式，可以在不改变对象的类的情况下，定义对对象的新操作。在前端开发中，访问者模式常用于处理复杂的数据结构和对象集合。
优缺点
访问者模式的优点在于它能够将数据结构和操作进行解耦，使得新增操作更加方便。同时，它也能够遵循开闭原则，新增操作时不需要修改原有代码。然而，访问者模式也有一些缺点，比如增加了访问者类的数量，可能会增加一些维护成本。
使用场景
在前端开发中，访问者模式经常用于处理复杂的数据结构和对象集合。比如，我们可以使用访问者模式来实现对 DOM 树的不同操作，或者对复杂的数据结构进行遍历和处理。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的访问者模式的示例：
// 定义一个元素接口
interface Element {
accept(visitor: Visitor): void;
}
// 定义一个具体元素类
class ConcreteElementA implements Element {
accept(visitor: Visitor): void {
visitor.visitElementA(this);
}
operationA(): void {
console.log('Operation A');
}
}
class ConcreteElementB implements Element {
accept(visitor: Visitor): void {
visitor.visitElementB(this);
}
operationB(): void {
console.log('Operation B');
}
}
// 定义一个访问者接口
interface Visitor {
visitElementA(element: ConcreteElementA): void;
visitElementB(element: ConcreteElementB): void;
}
// 定义一个具体访问者类
class ConcreteVisitor implements Visitor {
visitElementA(element: ConcreteElementA): void {
console.log('Visit Element A');
element.operationA();
}
visitElementB(element: ConcreteElementB): void {
console.log('Visit Element B');
element.operationB();
}
}
// 使用访问者模式
const elementA = new ConcreteElementA();
const elementB = new ConcreteElementB();
const visitor = new ConcreteVisitor();
elementA.accept(visitor);
elementB.accept(visitor);
通过上面的示例，我们可以看到访问者模式的具体应用。在这个示例中，元素接口 Element 定义了接受访问者的方法 accept。具体的元素类 ConcreteElementA 和 ConcreteElementB 实现了该方法，并根据具体的元素调用访问者的相应方法。访问者接口 Visitor 定义了访问元素的方法，具体的访问者类 ConcreteVisitor 实现了这些方法。
访问者模式可以帮助我们对复杂的数据结构和对象集合进行遍历和处理，使得新增操作更加方便。在实际的前端开发中，我们可以根据具体的场景选择是否使用访问者模式来处理复杂的数据结构和对象集合。
📔 备忘录模式
让我来帮你记住过去！
备忘录模式是一种将对象的状态保存在外部，并在需要恢复时将其恢复的设计模式。它可以在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在需要时进行恢复。在前端开发中，备忘录模式常用于处理状态的保存和恢复。
优缺点
备忘录模式的优点在于它能够在不破坏封装性的前提下保存和恢复对象的状态，提供了一种可靠的恢复机制。同时，它也可以简化原发器类的代码，将状态的保存和恢复逻辑交给备忘录类处理。然而，备忘录模式也有一些缺点，比如可能会增加一些额外的开销，尤其是对于需要保存大量状态的对象。
使用场景
在前端开发中，备忘录模式经常用于处理状态的保存和恢复。比如，我们可以使用备忘录模式来实现撤销和重做功能，或者保存用户表单的临时数据。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的备忘录模式的示例：
// 定义一个备忘录类
class Memento {
private state: string;
constructor(state: string) {
this.state = state;
}
getState(): string {
return this.state;
}
}
// 定义一个原发器类
class Originator {
private state: string;
setState(state: string): void {
console.log('Set state');
this.state = state;
}
saveStateToMemento(): Memento {
console.log('Save state to memento');
return new Memento(this.state);
}
restoreStateFromMemento(memento: Memento): void {
console.log('Restore state from memento');
this.state = memento.getState();
}
getState(): string {
return this.state;
}
}
// 定义一个负责人类
class Caretaker {
private memento: Memento | null = null;
saveMemento(memento: Memento): void {
console.log('Save memento');
this.memento = memento;
}
restoreMemento(): Memento {
console.log('Restore memento');
return this.memento!;
}
}
// 使用备忘录模式
const originator = new Originator();
const caretaker = new Caretaker();
originator.setState('State 1');
console.log('Current state:', originator.getState());
const memento = originator.saveStateToMemento();
caretaker.saveMemento(memento);
originator.setState('State 2');
console.log('Current state:', originator.getState());
const restoredMemento = caretaker.restoreMemento();
originator.restoreStateFromMemento(restoredMemento);
console.log('Current state:', originator.getState());
通过上面的示例，我们可以看到备忘录模式的具体应用。在这个示例中，原发器类 Originator 保存了一个状态，并提供了保存状态和恢复状态的方法。备忘录类 Memento 保存了原发器的状态，负责人类 Caretaker 保存了备忘录对象，并负责恢复状态。
备忘录模式可以帮助我们保存和恢复对象的状态，提供了一种可靠的恢复机制。在实际的前端开发中，我们可以根据具体的场景选择是否使用备忘录模式来处理状态的保存和恢复。
📏 解释器模式
让我来解释你的语言！
解释器模式是一种定义语言文法的方式，并使用解释器来解释语言中的句子。它可以用于解析和执行特定领域的语言或表达式。在前端开发中，解释器模式常用于处理自定义的领域特定语言（DSL）或解析配置文件。
优缺点
解释器模式的优点在于它能够灵活地定义语言文法和解释器，适用于处理复杂的语言结构和语法规则。同时，它也能够容易地扩展新的解释器和语法规则。然而，解释器模式也有一些缺点，比如可能会增加一些额外的复杂性和开销，尤其是对于大型的语言或语法。
使用场景
在前端开发中，解释器模式经常用于处理自定义的领域特定语言（DSL）或解析配置文件。比如，我们可以使用解释器模式来解析模板语言、处理自定义的查询语言等。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的解释器模式的示例：
// 定义一个表达式接口
interface Expression {
interpret(context: Context): void;
}
// 定义一个上下文类
class Context {
private data: { [key: string]: boolean };
constructor() {
this.data = {};
}
getData(key: string): boolean {
return this.data[key] || false;
}
setData(key: string, value: boolean): void {
this.data[key] = value;
}
}
// 定义具体的表达式类
class TerminalExpression implements Expression {
private variable: string;
constructor(variable: string) {
this.variable = variable;
}
interpret(context: Context): void {
const value = context.getData(this.variable);
console.log(`Interpret ${this.variable}: ${value}`);
}
}
class OrExpression implements Expression {
private expression1: Expression;
private expression2: Expression;
constructor(expression1: Expression, expression2: Expression) {
this.expression1 = expression1;
this.expression2 = expression2;
}
interpret(context: Context): void {
this.expression1.interpret(context);
this.expression2.interpret(context);
const result =
context.getData(this.expression1.toString()) ||
context.getData(this.expression2.toString());
console.log(`Interpret OR: ${result}`);
}
}
class AndExpression implements Expression {
private expression1: Expression;
private expression2: Expression;
constructor(expression1: Expression, expression2: Expression) {
this.expression1 = expression1;
this.expression2 = expression2;
}
interpret(context: Context): void {
this.expression1.interpret(context);
this.expression2.interpret(context);
const result =
context.getData(this.expression1.toString()) &&
context.getData(this.expression2.toString());
console.log(`Interpret AND: ${result}`);
}
}
// 使用解释器模式
const context = new Context();
const variableX = new TerminalExpression('X');
const variableY = new TerminalExpression('Y');
const variableZ = new TerminalExpression('Z');
const expression = new OrExpression(
new AndExpression(variableX, variableY),
variableZ
);
context.setData('X', true);
context.setData('Y', false);
context.setData('Z', true);
expression.interpret(context);
通过上面的示例，我们可以看到解释器模式的具体应用。在这个示例中，表达式接口 Expression 定义了解释器的方法 interpret。具体的表达式类 TerminalExpression、OrExpression 和 AndExpression 实现了这个方法，并根据具体的语法规则来解释和执行表达式。
解释器模式可以帮助我们定义和解释特定领域的语言或表达式，适用于处理复杂的语言结构和语法规则。在实际的前端开发中，我们可以根据具体的场景选择是否使用解释器模式来处理自定义的领域特定语言（DSL）或解析配置文件。
🎬 模板方法模式
模板方法，让我来规定大家的行为！
模板方法模式是一种行为设计模式，它定义了一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中实现。这样可以在不改变算法结构的情况下，通过重写某些步骤来改变算法的行为。
优缺点
模板方法模式的优点在于它提供了一种良好的代码复用机制，可以避免代码重复。同时，它也使得算法的结构更加清晰，易于理解和维护。然而，模板方法模式也有一些缺点，比如可能会导致子类的数量增加，同时也可能会限制了子类的灵活性。
使用场景
在前端开发中，模板方法模式通常用于定义一些共同的流程和结构，然后由子类来实现具体的细节。比如，在编写一个页面组件时，可以使用模板方法模式来定义整体的结构，然后由子类来实现具体的内容和样式。
代码示例
下面是一个使用 TypeScript 实现的模板方法模式的示例：
abstract class AbstractClass {
// 模板方法，定义了算法的骨架
public templateMethod(): void {
this.step1();
this.step2();
this.step3();
}
// 具体步骤1，由子类实现
protected abstract step1(): void;
// 具体步骤2，由子类实现
protected abstract step2(): void;
// 具体步骤3，由子类实现
protected abstract step3(): void;
}
class ConcreteClass extends AbstractClass {
protected step1(): void {
console.log("执行步骤1");
}
protected step2(): void {
console.log("执行步骤2");
}
protected step3(): void {
console.log("执行步骤3");
}
}
// 使用示例
const concreteClass = new ConcreteClass();
concreteClass.templateMethod();
在上面的示例中，AbstractClass 是一个抽象类，定义了模板方法 templateMethod() 和三个抽象步骤方法 step1()、step2()、step3()。ConcreteClass 继承了 AbstractClass，并实现了具体的步骤方法。
当我们调用 templateMethod() 方法时，会按照定义的算法骨架依次执行步骤1、步骤2、步骤3。具体的步骤实现由子类来完成，这样就可以在不改变算法结构的情况下，根据需要定制每个步骤的行为。
总结
🌟 感谢大家阅读本篇文章，通过学习设计模式的历史、原则和三大类设计模式，我们更加了解了这些优秀的解决方案如何帮助我们构建可维护、可扩展的代码。
💡 设计模式不仅仅是一种技术，更是一种思维方式。它们教会我们如何将代码组织得更好、更灵活，使我们的软件更容易理解、维护和扩展。
🎉 希望本篇文章对你有所启发和帮助。如果你对设计模式感兴趣，不妨继续深入学习和实践。另外星辰编程理财将继续为你带来更多有趣、实用的技术分享，敬请期待！