TypeScript的5種設計模式分別是什么

這篇文章主要介紹TypeScript的5種設計模式分別是什么，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

設計模式是可以幫助開發人員解決問題的模板。在本中涉及的模式太多了，而且它們往往針對不同的需求。但是，它們可以被分為三個不同的組：

• 結構模式處理不同組件(或類)之間的關系，并形成新的結構，以提供新的功能。結構模式的例子有Composite、Adapter和Decorator。
• 行為模式將組件之間的公共行為抽象成一個獨立的實體。行為模式的例子有命令、策略和我個人最喜歡的一個:觀察者模式。
• 創建模式 專注于類的實例化，讓我們更容易創建新的實體。我說的是工廠方法，單例和抽象工廠。

單例模式

單例模式可能是最著名的設計模式之一。它是一種創建模式，因為它確保無論我們嘗試實例化一個類多少次，我們都只有一個可用的實例。

處理數據庫連接之類的可以單例模式，因為我們希望一次只處理一個，而不必在每個用戶請求時重新連接。

class MyDBConn {
  protected static instance: MyDBConn | null = null
  private id:number = 0

  constructor() {
    this.id = Math.random()
  }

  public getID():number {
    return this.id
  }

  public static getInstance():MyDBConn {
    if (!MyDBConn.instance) {
      MyDBConn.instance = new MyDBConn()
    }
    return MyDBConn.instance
  }
}

const connections = [
  MyDBConn.getInstance(),
  MyDBConn.getInstance(),
  MyDBConn.getInstance(),
  MyDBConn.getInstance(),
  MyDBConn.getInstance()
]

connections.forEach( c => {
    console.log(c.getID())
})

現在，雖然不能直接實例化類，但是使用getInstance方法，可以確保不會有多個實例。在上面的示例中，可以看到包裝數據庫連接的偽類如何從該模式中獲益。

這個事例展示了無論我們調用getInstance方法多少次，這個連接總是相同的。

上面的運行結果：

0.4047087250990713
0.4047087250990713
0.4047087250990713
0.4047087250990713
0.4047087250990713

工廠模式

工廠模式是一種創建模式，就像單例模式一樣。但是，這個模式并不直接在我們關心的對象上工作，而是只負責管理它的創建。

解釋一下:假設我們通過編寫代碼來模擬移動車輛，車有很多類型，例如汽車、自行車和飛機，移動代碼應該封裝在每個vehicle類中，但是調用它們的move 方法的代碼可以是通用的。

這里的問題是如何處理對象創建?可以有一個具有3個方法的單一creator類，或者一個接收參數的方法。在任何一種情況下，擴展該邏輯以支持創建更多vehices都需要不斷增長相同的類。

但是，如果決定使用工廠方法模式，則可以執行以下操作：

cdn.segmentfault.com/v-5fb77f84/global/img/squares.svg">

現在，創建新對象所需的代碼被封裝到一個新類中，每個類對應一個車輛類型。這確保了如果將來需要添加車輛，只需要添加一個新類，而不需要修改任何已經存在的東西。

接著來看看，我們如何使用TypeScript來實現這一點：

interface Vehicle {
    move(): void
}

class Car implements Vehicle {

    public move(): void {
        console.log("Moving the car!")
    }
}

class Bicycle implements Vehicle {

    public move(): void {
        console.log("Moving the bicycle!")
    }
}

class Plane implements Vehicle {

    public move(): void {
        console.log("Flying the plane!")
    }
}

// VehicleHandler 是“抽象的”，因為沒有人會實例化它instantiate it
// 我們要擴展它并實現抽象方法
abstract class VehicleHandler {

    // 這是真正的處理程序需要實現的方法
    public abstract createVehicle(): Vehicle 

    public moveVehicle(): void {
        const myVehicle = this.createVehicle()
        myVehicle.move()
    }
} 

class PlaneHandler extends VehicleHandler{

    public createVehicle(): Vehicle {
        return new Plane()
    }
}

class CarHandler  extends VehicleHandler{

    public createVehicle(): Vehicle {
        return new Car()
    }
}

class BicycleHandler  extends VehicleHandler{

    public createVehicle(): Vehicle {
        return new Bicycle()
    }
}

/// User code...
const planes = new PlaneHandler()
const cars = new CarHandler()

planes.moveVehicle()
cars.moveVehicle()

上面的代碼很多，但我們可以使用上面的圖表來理解它。本質上最后,我們關心的是自定義處理程序,這里稱它為處理程序,而不是創造者,因為他們不只是創建的對象,他們也有邏輯,使用它們(moveVehicle方法)。

這個模式的美妙之處在于，如果您你要添加一個新的vehicle類型，所要做的就是添加它的vehicle類和它的處理程序類，而不增加任何其他類的LOC。

觀察者模式

在所有的模式,我最喜歡的是觀察者模式,因為類型的行為我們可以實現它。

它是如何工作的呢?本質上，該模式表明你擁有一組觀察者對象，這些對象將對被觀察實體狀態的變化做出反應。為了實現這一點，一旦在被觀察端接收到一個更改，它就負責通過調用它的一個方法來通知它的觀察者。

在實踐中，此模式的實現相對簡單，讓我們快速查看一下代碼，然后回顧一下

type InternalState = {
  event: String
}

abstract class Observer {
  abstract update(state:InternalState): void
}

abstract class Observable {
  protected observers: Observer[] = []
  protected state:InternalState = { event: ""}

  public addObserver(o: Observer):void {
    this.observers.push(o)
  }

  protected notify () {
    this.observers.forEach(o => o.update(this.state))
  }
}


class ConsoleLogger extends Observer  {

    public update(newState: InternalState) {
        console.log("New internal state update: ", newState)
    }
}

class InputElement extends Observable {

    public click():void {
        this.state = { event: "click" }
        this.notify()
    }

}

const input = new InputElement()
input.addObserver(new ConsoleLogger())

input.click()

正如你所看到的，通過兩個抽象類，我們可以定義Observer，該觀察者將表示對Observable實體上的更改做出反應的對象。 在上面的示例中，我們假設具有一個被單擊的InputElement實體（類似于在前端具有HTML輸入字段的方式），以及一個ConsoleLogger，用于記錄控制臺發生的所有事情。

這種模式的優點在于，它使我們能夠了解Observable的內部狀態并對其做出反應，而不必弄亂其內部代碼。 我們可以繼續添加執行其他操作的觀察者，甚至包括對特定事件做出反應的觀察者，然后讓它們的代碼決定對每個通知執行的操作。

裝飾模式

裝飾模式試圖在運行時向現有對象添加行為。 從某種意義上說，我們可以將其視為動態繼承，因為即使沒有創建新類來添加行為，我們也正在創建具有擴展功能的新對象。

這樣考慮：假設我們擁有一個帶有move方法的Dog類，現在您想擴展其行為，因為我們想要一只超級狗和一只可以游泳的狗。

通常，我們需要在 Dog 類中添加move 行為，然后以兩種方式擴展該類，即SuperDog和SwimmingDog類。 但是，如果我們想將兩者混合在一起，則必須再次創建一個新類來擴展它們的行為，但是，有更好的方法。

組合讓我們可以將自定義行為封裝在不同的類中，然后使用該模式通過將原始對象傳遞給它們的構造函數來創建這些類的新實例。 讓我們看一下代碼：

abstract class Animal {

    abstract move(): void
}

abstract class SuperDecorator extends Animal {
    protected comp: Animal
    
    constructor(decoratedAnimal: Animal) {
        super()
        this.comp = decoratedAnimal
    }
    
    abstract move(): void
}

class Dog extends Animal {

    public move():void {
        console.log("Moving the dog...")
    }
}

class SuperAnimal extends SuperDecorator {

    public move():void {
        console.log("Starts flying...")
        this.comp.move()
        console.log("Landing...")
    }
}

class SwimmingAnimal extends SuperDecorator {

    public move():void {
        console.log("Jumps into the water...")
        this.comp.move()
    }
}


const dog = new Dog()

console.log("--- Non-decorated attempt: ")
dog.move()

console.log("--- Flying decorator --- ")
const superDog =  new SuperAnimal(dog)
superDog.move()

console.log("--- Now let's go swimming --- ")
const swimmingDog =  new SwimmingAnimal(dog)
swimmingDog.move()

注意幾個細節:

• 實際上，SuperDecorator類擴展了Animal類，與Dog類擴展了相同的類。 這是因為裝飾器需要提供與其嘗試裝飾的類相同的公共接口。
• SuperDecorator類是abstract ，這意味著并沒有使用它，只是使用它來定義構造函數，該構造函數會將原始對象的副本保留在受保護的屬性中。 公共接口的覆蓋是在自定義裝飾器內部完成的。
• SuperAnimal和SwimmingAnimal是實際的裝飾器，它們是添加額外行為的裝飾器。

進行此設置的好處是，由于所有裝飾器也間接擴展了Animal類，因此如果你要將兩種行為混合在一起，則可以執行以下操作：

const superSwimmingDog =  new SwimmingAnimal(superDog)

superSwimmingDog.move()

Composite(組合)

關于Composite模式，其實就是組合模式,又叫部分整體模式，這個模式在我們的生活中也經常使用。

比如編寫過前端的頁面，肯定使用過<p>等標簽定義一些格式，然后格式之間互相組合，通過一種遞歸的方式組織成相應的結構，這種方式其實就是組合，將部分的組件鑲嵌到整體之中。

關于此模式的有趣之處在于，它不是一個簡單的對象組，它可以包含實體或實體組，每個組可以同時包含更多組，這就是我們所說的樹。

看一個例子：

interface IProduct {
  getName(): string
  getPrice(): number
}

class Product implements IProduct {
  private price:number
  private name:string

  constructor(name:string, price:number) {
    this.name = name
    this.price = price
  }

  public getPrice():number {
    return this.price
  }

  public getName(): string {
    return this.name
  }
}

class Box implements IProduct {

    private products: IProduct[] = []
    
    contructor() {
        this.products = []
    }
    
    public getName(): string {
        return "A box with " + this.products.length + " products"
    } 
    
    add(p: IProduct):void {
        console.log("Adding a ", p.getName(), "to the box")
        this.products.push(p)
    }

    getPrice(): number {
        return this.products.reduce( (curr: number, b: IProduct) => (curr + b.getPrice()),  0)
    }
}

//Using the code...
const box1 = new Box()
box1.add(new Product("Bubble gum", 0.5))
box1.add(new Product("Samsung Note 20", 1005))

const box2 = new Box()
box2.add( new Product("Samsung TV 20in", 300))
box2.add( new Product("Samsung TV 50in", 800))

box1.add(box2)

console.log("Total price: ", box1.getPrice())

在上面的示例中，我們可以將product 放入Box中，也可以將Box放入其他Box中，這是組合的經典示例。因為我們要實現的是獲得完整的交付價格，因此需要在大box里添加每個元素的價格(包括每個小box的價格)。

上面運行的結果：

Adding a  Bubble gum to the box
Adding a  Samsung Note 20 to the box
Adding a  Samsung TV 20in to the box
Adding a  Samsung TV 50in to the box
Adding a  A box with 2 products to the box
Total price:  2105.5

因此，在處理遵循同一接口的多個對象時，請考慮使用此模式。 通過將復雜性隱藏在單個實體（組合本身）中，您會發現它有助于簡化與小組的互動方式。

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