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作为前端开发,在code时,或多或少地都会践行设计模式,但是你清楚自己用到的是何种设计模式吗?
为什么前端开发一定要懂设计模式呢?
code时不遵从设计模式,又能怎样呢?
上面的问题可以留作思考,这里首先介绍一下前端开发经常遇到的一些设计模式和设计原则。
前端常见的设计模式
1 单例模式
在整个应用程序中只允许创建一个实例的模式。
在前端开发中,它通常用于管理全局状态或资源,例如:
- 在 React 应用中,使用 Redux 库来管理应用的状态;
- 在 Vue 应用中,使用 Vuex 库来管理应用的状态;
- 在 Angular 应用中,使用 Service 来管理应用的状态;
angular 服务是可注入的类,用于提供共享的数据、功能或逻辑给整个应用程序的组件;由于服务是以单例形式存在的,每次注入服务都会返回同一个实例。
使用@Injectable({ providedIn: 'root' })
装饰器将MyService
注册为根级提供商,这意味着整个应用程序都可以访问该服务的单一实例。
// my.service.tsimport { Injectable } from '@angular/core';@Injectable({providedIn: 'root'
})export class MyService {private count: number = 0;incrementCount() {this.count++;}getCount(): number {return this.count;}
}
在组件中,可以通过依赖注入的方式来使用该服务;
// my.component.tsimport { Component } from '@angular/core';
import { MyService } from './my.service';@Component({selector: 'my-component',template: `<h2>Count: {{ myService.getCount() }}</h2><button (click)="incrementCount()">Increment Count</button>`
})
export class MyComponent {constructor(private myService: MyService) {}incrementCount() {this.myService.incrementCount();}
}
拓展
如果在Angular中的
@Injectable
装饰器的providedIn
配置中不使用"root"
,而是指定其他模块或组件,那么该服务将在该模块或组件的范围内成为单例。
这意味着,服务将在指定的模块或组件及其子组件中共享同一个实例,而不是在整个应用程序中共享。这对于需要在特定范围内共享数据或功能的场景非常有用。
例如,假设有两个组件ComponentA
和ComponentB
,它们都引用了同一个服务SharedService
,并且将该服务作为提供程序配置在它们各自的模块中。
// shared.service.tsimport { Injectable } from '@angular/core';@Injectable({providedIn: 'other-module' // 指定其他模块,而不是 'root'
})
export class SharedService {public sharedData: string = 'Shared data';
}
// component-a.component.tsimport { Component } from '@angular/core';
import { SharedService } from './shared.service';@Component({selector: 'component-a',template: `<h2>{{ sharedService.sharedData }}</h2>`
})
export class ComponentA {constructor(public sharedService: SharedService) {}
}
// component-b.component.tsimport { Component } from '@angular/core';
import { SharedService } from './shared.service';@Component({selector: 'component-b',template: `<h2>{{ sharedService.sharedData }}</h2>`
})
export class ComponentB {constructor(public sharedService: SharedService) {}
}
在这种情况下,SharedService
将在ComponentA
和ComponentB
之间共享同一个实例,但其作用范围限定在这两个组件及其子组件中。
这种用法可以让开发者更细粒度地控制服务的共享范围,使得不同的模块或组件可以拥有各自独立的服务实例。
2 观察者模式
2.1 Vue.js
针对前端的观察者模式,一种常见的应用是使用Vue.js
框架的响应式系统。Vue.js
使用观察者模式来追踪数据的变化并更新视图。
<!-- index.html --><!DOCTYPE html>
<html>
<head><title>Vue.js Observer Example</title><script src="https://unpkg.com/vue@2.6.14/dist/vue.js"></script>
</head>
<body><div id="app"><h2>{{ message }}</h2><input v-model="message" type="text" placeholder="Type something..."></div><script>// Initialize Vuenew Vue({el: '#app',data: {message: 'Hello, Vue!'}});</script>
</body>
</html>
上述代码中,使用了Vue.js
来创建一个具有双向数据绑定的简单应用。message属性的值将被显示在页面上的 h2 标签中,并且可以通过输入框进行编辑。
Vue.js
的响应式系统会在message
属性发生变化时自动更新页面中对应的内容。这是通过Vue.js在内部使用观察者模式来实现的。当message属性的值发生变化时,观察者会被通知,并执行相应的更新。
这种观察者模式的应用使得开发者无需显式地修改DOM来更新视图,而是只需关注数据的变化,Vue.js会自动处理更新过程。这大大简化了前端开发中处理视图更新的任务。
2.2 Angular
在Angular
中,观察者模式主要通过使用RxJS
(响应式扩展)库来实现。RxJS
是一个强大的事件处理库,它提供了多种操作符和观察者模式的实现,以处理异步事件流。
在Angular
中,通过使用Observables
(可观察对象)和Subjects
(主题),开发者可以实现观察者模式的效果,并在组件之间进行事件通信或数据共享。
下面是一个简单的示例,展示了如何在Angular
中使用观察者模式实现组件之间的通信:
// message.service.tsimport { Injectable } from '@angular/core';
import { Subject } from 'rxjs';@Injectable()
export class MessageService {private messageSubject = new Subject<string>();message$ = this.messageSubject.asObservable();sendMessage(message: string) {this.messageSubject.next(message);}
}
上述代码创建了一个名为MessageService
的服务,它使用Subject
创建了一个消息主题。通过调用主题的next()
方法,可以向订阅该主题的观察者发送消息。
// component-a.component.tsimport { Component } from '@angular/core';
import { MessageService } from './message.service';@Component({selector: 'component-a',template: `<button (click)="sendMessage()">Send Message</button>`
})
export class ComponentA {constructor(private messageService: MessageService) {}sendMessage() {this.messageService.sendMessage('Hello from Component A!');}
}
上述代码创建了一个名为ComponentA
的组件,它通过依赖注入的方式引用了MessageService
。在按钮的点击事件中,我们调用sendMessage()
方法来发送一条消息。
// component-b.component.tsimport { Component } from '@angular/core';
import { MessageService } from './message.service';@Component({selector: 'component-b',template: `<h2>{{ receivedMessage }}</h2>`
})
export class ComponentB {receivedMessage: string = '';constructor(private messageService: MessageService) {}ngOnInit() {this.messageService.message$.subscribe(message => {this.receivedMessage = message;});}
}
上述代码创建了一个名为ComponentB
的组件,并在ngOnInit()
生命周期钩子中订阅了MessageService
的message$
可观察对象。一旦有新的消息发送,观察者将接收到该消息并更新receivedMessage
属性。
使用上述代码,当ComponentA
中的按钮被点击时,它将向ComponentB
发送一条消息,并在ComponentB
中更新显示的消息。这通过观察者模式实现组件之间的双向通信。
2.3 React
在 React
中,观察者模式可以通过使用 Context API
和钩子函数来实现。下面是一个简单的示例:
首先,创建一个观察者上下文(ObserverContext
):
import React, { createContext, useContext, useState } from 'react';const ObserverContext = createContext();export const ObserverProvider = ({ children }) => {const [observers, setObservers] = useState([]);const addObserver = (observer) => {setObservers((prevObservers) => [...prevObservers, observer]);};const removeObserver = (observer) => {setObservers((prevObservers) =>prevObservers.filter((o) => o !== observer));};const notifyObservers = () => {observers.forEach((observer) => observer());};const contextValue = {addObserver,removeObserver,notifyObservers,};return (<ObserverContext.Provider value={contextValue}>{children}</ObserverContext.Provider>);
};export const useObserver = (observer) => {const { addObserver, removeObserver } = useContext(ObserverContext);// 添加观察者useEffect(() => {addObserver(observer);// 组件卸载时移除观察者return () => removeObserver(observer);}, [observer, addObserver, removeObserver]);
};
然后,在需要进行观察的组件中使用 useObserver
钩子来订阅和响应变化。
import React, { useState } from 'react';
import { useObserver } from './ObserverContext';const Counter = () => {const [count, setCount] = useState(0);const handleIncrement = () => {setCount((prevCount) => prevCount + 1);};// 添加观察者useObserver(() => {console.log('Count has changed:', count);});return (<div><p>Count: {count}</p><button onClick={handleIncrement}>Increment</button></div>);
};
在上述示例中,ObserverProvider
提供了观察者的上下文,并定义了添加观察者、移除观察者和通知观察者的方法。使用 useObserver
钩子来订阅观察者模式中的变化。当状态(这里是 count
)发生变化时,观察者将被通知并执行相应的操作。
使用这种方式,可以在 React
中实现简单的观察者模式,以便组件之间能够订阅和响应特定的事件或状态变化。
3 代码工厂模式
代码工厂模式是一种创建对象的设计模式,它通过使用工厂函数或类来封装对象的创建过程。在这种模式下,我们不直接调用对象的构造函数来创建对象,而是通过一个专门的工厂方法来统一管理对象的创建。
代码工厂模式的主要目的是隐藏具体对象创建的细节,并提供一种可扩展和灵活的方式来创建对象。它将对象的实例化逻辑封装在一个独立的组件中,使得创建对象的过程可以进行集中管理,而不是分散在应用程序的各个地方。
3.1 Angular
下面是一个简单的示例,展示了如何在 Angular
中使用代码工厂模式:
import { Injectable } from '@angular/core';@Injectable({providedIn: 'root',
})
export class UserService {private users: string[] = [];addUser(user: string): void {this.users.push(user);}getUsers(): string[] {return this.users;}
}@Injectable({providedIn: 'root',
})
export class UserFactory {constructor(private userService: UserService) {}createUser(name: string): void {this.userService.addUser(name);}
}
在上述示例中,UserService
是一个服务类,它管理用户信息。UserFactory
是一个工厂类,负责创建用户并将其添加到 UserService
中。
在 Angular
中,通过使用 @Injectable()
装饰器和 providedIn: 'root'
选项,我们可以将 UserService
和 UserFactory
注册为可注入的服务,并确保它们在整个应用程序中的任何组件中都可用。
然后,在其他组件中可以通过依赖注入的方式使用这些服务:
import { Component } from '@angular/core';
import { UserFactory } from './user.factory';@Component({...})
export class AppComponent {constructor(private userFactory: UserFactory) {}createUser() {this.userFactory.createUser('John');}
}
在上述示例中,AppComponent
组件通过依赖注入 UserFactory
来使用工厂模式创建用户。
通过在 Angular
中使用代码工厂模式,我们可以将对象的创建和初始化逻辑封装到可注入的服务中,并在需要时利用依赖注入方便地使用这些服务。这样可以提高代码的可维护性、扩展性和测试性。
3.2 React
下面是一个简单的示例,展示了如何在 React
中使用代码工厂模式:
import React from 'react';// 工厂函数
function createButton(type) {const Button = (props) => {let button;if (type === 'primary') {button = (<button className="primary-button" onClick={props.onClick}>{props.children}</button>);} else if (type === 'secondary') {button = (<button className="secondary-button" onClick={props.onClick}>{props.children}</button>);} else {throw new Error('Invalid button type');}return button;};return Button;
}// 使用工厂函数创建按钮组件
const PrimaryButton = createButton('primary');
const SecondaryButton = createButton('secondary');// 使用按钮组件
const App = () => (<div><PrimaryButton onClick={() => console.log("Primary button clicked")}>Primary Button</PrimaryButton><SecondaryButton onClick={() => console.log("Secondary button clicked")}>Secondary Button</SecondaryButton></div>
);
在上述例子中,createButton
是一个工厂函数,根据传入的 type
参数返回一个特定类型的按钮组件。根据不同的类型,创建不同样式、行为或功能的按钮。
通过调用 createButton
工厂函数,可以轻松创建不同类型的按钮组件,并在应用程序中使用它们。这样,避免在多个地方重复编写相似的代码,而是通过工厂模式集中管理和创建组件。
使用工厂模式,可以根据需要快速创建并定制化多个组件,并轻松地进行修改或扩展。这种模式提供了一种更灵活、可维护和可重用的方式来创建和管理 React
组件。
4 策略模式
策略模式用于定义一系列算法,并将其封装成独立的对象,使它们可以相互替换。在前端开发中,策略模式可以用来处理多种算法或逻辑的情况,例如在表单验证中根据不同规则进行验证。
下面是一个简单的示例,用于根据不同的排序策略对数组进行排序:
// 排序策略对象
const sortingStrategies = {quickSort: (arr) => arr.sort((a, b) => a - b),mergeSort: (arr) => arr.sort((a, b) => b - a),
};// 排序上下文对象
class SortContext {constructor(strategy) {this.strategy = strategy;}setStrategy(strategy) {this.strategy = strategy;}sort(arr) {return this.strategy(arr);}
}// 使用策略模式进行排序
const arr = [5, 2, 8, 1, 4];
const context = new SortContext(sortingStrategies.quickSort);
console.log(context.sort(arr)); // 输出: [1, 2, 4, 5, 8]context.setStrategy(sortingStrategies.mergeSort);
console.log(context.sort(arr)); // 输出: [8, 5, 4, 2, 1]
在上述示例中,sortingStrategies
是一个包含不同排序策略的对象,其中 quickSort
和 mergeSort
是两种不同的排序算法。
SortContext
是排序上下文对象,它接收一个排序策略作为参数,并提供 setStrategy
方法来动态更改当前的排序策略。sort
方法使用当前的排序策略对给定的数组进行排序。
通过创建 SortContext
实例并设置不同的排序策略,我们可以根据需要选择特定的排序算法对数组进行排序。这样,我们可以在运行时根据需求灵活地切换算法,而不需要在每个地方都修改排序逻辑。
策略模式使得应用程序更具可扩展性和灵活性,因为我们可以轻松添加新的策略或修改现有的策略,而无需修改已有的代码。同时,它还能提高代码的可读性和可维护性,使算法选择与实际执行逻辑分离开来。