JavaScript 디자인 패턴: 효과적인 디자인 자세히 살펴보기-Word누르다-php.cn

오늘 우리는 컴퓨터 과학의 모자를 쓰고 몇 가지 일반적인 디자인 패턴을 배울 것입니다. 디자인 패턴은 개발자에게 재사용 가능하고 우아한 방식으로 기술 문제를 해결할 수 있는 방법을 제공합니다. 더 나은 JavaScript 개발자가 되는 데 관심이 있으십니까? 그런 다음 계속 읽으십시오.

재게시된 튜토리얼 몇 주에 한 번씩 사이트 기록에서 독자들이 가장 좋아하는 게시물을 다시 방문합니다. 이 튜토리얼은 2012년 7월에 처음 게시되었습니다.

소개

견고한 디자인 패턴은 유지 관리 가능한 소프트웨어 애플리케이션의 기본 구성 요소입니다. 기술 인터뷰에 참여해 본 적이 있다면 이러한 질문을 받는 것을 좋아할 것입니다. 이 튜토리얼에서는 지금 바로 사용할 수 있는 몇 가지 패턴을 다룹니다.

디자인 패턴이란 무엇인가요?

디자인 패턴은 재사용 가능한 소프트웨어 솔루션입니다

간단히 말하면 디자인 패턴은 소프트웨어 개발 중에 자주 발생하는 특정 유형의 문제에 대한 재사용 가능한 소프트웨어 솔루션입니다. 수년간의 소프트웨어 개발 실습 끝에 전문가들은 유사한 문제를 해결하는 방법을 찾았습니다. 이러한 솔루션은 디자인 패턴으로 캡슐화되었습니다. 그래서:

패턴은 소프트웨어 개발 문제에 대한 입증된 솔루션입니다
패턴은 일반적으로 구조화되어 있고 따라야 하는 규칙이 있기 때문에 확장 가능합니다.
패턴을 재사용하여 유사한 문제를 해결할 수 있습니다

이 튜토리얼에서는 디자인 패턴의 몇 가지 예를 더 자세히 다룰 것입니다.

디자인 패턴의 종류

소프트웨어 개발에서 디자인 패턴은 일반적으로 여러 범주로 나뉩니다. 이 튜토리얼에서는 가장 중요한 세 가지 사항을 다룰 것입니다. 간단한 설명은 다음과 같습니다.

Create 패턴은 객체나 클래스를 생성하는 방법에 중점을 둡니다. 이는 간단하게 들릴 수 있지만(어떤 경우에는 그렇습니다) 대규모 응용 프로그램에는 개체 생성 프로세스에 대한 제어가 필요합니다.
구조 디자인 패턴은 확장 가능한 방식으로 애플리케이션을 구축하기 위해 객체 간의 관계를 관리하는 방법에 중점을 둡니다. 구조적 패턴의 핵심 측면은 애플리케이션의 한 부분에 대한 변경 사항이 다른 모든 부분에 영향을 미치지 않도록 하는 것입니다.
Behavioral 패턴은 객체 간의 통신에 중점을 둡니다.

이 간단한 지침을 읽은 후에도 여전히 질문이 있을 수 있습니다. 이는 자연스러운 현상이며 아래 디자인 패턴 중 일부를 자세히 살펴보면 상황이 명확해집니다. 그러니 계속 읽어주세요!

JavaScript 클래스에 대한 참고 사항

디자인 패턴에 대해 읽을 때 클래스와 객체에 대한 참조를 자주 보게 됩니다. JavaScript에는 실제로 "클래스"라는 구성이 없기 때문에 혼란스러울 수 있습니다. 더 정확한 용어는 "데이터 유형"입니다.

JavaScript의 데이터 유형

JavaScript는 프로토타입 상속 개념을 통해 객체가 다른 객체로부터 상속받는 객체 지향 언어입니다. 데이터 유형은 다음과 같이 소위 생성자를 정의하여 생성할 수 있습니다.

으아아아 Person 数据类型上定义方法时使用 prototype。由于多个 Person 对象将引用相同的原型，因此这允许 getAge() 方法由 Person 数据类型的所有实例共享，而不是为每个实例重新定义它。此外，任何继承自 Person 的数据类型都可以访问 getAge()방법을 참고해주세요.

개인정보 보호

JavaScript의 또 다른 일반적인 문제는 진정한 개인 변수가 없다는 것입니다. 그러나 클로저를 사용하여 개인 정보 보호를 시뮬레이션할 수 있습니다. 다음 코드 조각을 고려해보세요:

으아아아 위의 예에서는 공개 및 비공개 변수와 메서드를 사용하여 retinaMacbook 개체를 만들었습니다. 이것이 우리가 사용하는 방법입니다:

으아아아 JavaScript의 함수와 클로저로 더 많은 작업을 수행할 수 있지만 이 튜토리얼에서는 모든 것을 자세히 다루지는 않습니다. JavaScript 데이터 유형 및 개인 정보 보호에 대한 이 작은 강의를 통해 디자인 패턴에 대해 배울 수 있습니다.

창의적인 디자인 모드

창의적인 디자인 패턴에는 다양한 유형이 있지만 이 튜토리얼에서는 빌더와 프로토타입이라는 두 가지 패턴을 다룰 것입니다. 나는 이것이 우려를 불러일으킬 만큼 자주 사용된다는 것을 알았습니다.

빌더 패턴

빌더 패턴은 웹 개발에 자주 사용되는데, 이전에도 자신도 모르게 사용해 본 적이 있을 것입니다. 간단히 말해서 이 패턴은 다음과 같이 정의할 수 있습니다.

애플리케이션 빌더 패턴을 사용하면 유형과 내용만 지정하여 객체를 구성할 수 있습니다. 명시적으로 객체를 생성할 필요는 없습니다.

예를 들어 jQuery에서 이 작업을 수없이 수행했을 수 있습니다.

var myDiv = $('<div id="myDiv">This is a div.</div>');

//myDiv now represents a jQuery object referencing a DOM node.

var someText = $('<p/>');
//someText is a jQuery object referencing an HTMLParagraphElement

var input = $('<input />');

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看一下上面的三个例子。在第一个中，我们传入了包含一些内容的 <div/> 元素。在第二个中，我们传入了一个空的  标签。在最后一个中，我们传入了 <input /> 元素。这三个的结果都是相同的：我们返回了一个引用 DOM 节点的 jQuery 对象。

$变量采用了jQuery中的Builder模式。在每个示例中，我们都返回了一个 jQuery DOM 对象，并且可以访问 jQuery 库提供的所有方法，但我们从未显式调用 document.createElement。 JS 库在幕后处理了所有这些事情。

想象一下，如果我们必须显式创建 DOM 元素并向其中插入内容，那将需要耗费多少工作！通过利用构建器模式，我们能够专注于对象的类型和内容，而不是显式创建它。

原型模式

前面，我们介绍了如何通过函数在 JavaScript 中定义数据类型，以及如何向对象的 prototype 添加方法。原型模式允许对象通过原型从其他对象继承。

原型模式是通过克隆基于现有对象的模板来创建对象的模式。

这是在 JavaScript 中实现继承的一种简单而自然的方式。例如：

var Person = {
    numFeet: 2,
    numHeads: 1,
    numHands:2
};

//Object.create takes its first argument and applies it to the prototype of your new object.
var tilo = Object.create(Person);

console.log(tilo.numHeads); //outputs 1
tilo.numHeads = 2;
console.log(tilo.numHeads) //outputs 2

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Person 对象中的属性（和方法）应用于 tilo 对象的原型。如果我们希望它们不同，我们可以重新定义 tilo 对象的属性。

在上面的例子中，我们使用了 Object.create()。但是，Internet Explorer 8 不支持较新的方法。在这些情况下，我们可以模拟它的行为：

var vehiclePrototype = {

  init: function (carModel) {
    this.model = carModel;
  },

  getModel: function () {
    console.log( "The model of this vehicle is " + this.model);
  }
};


function vehicle (model) {

  function F() {};
  F.prototype = vehiclePrototype;

  var f = new F();

  f.init(model);
  return f;

}

var car = vehicle("Ford Escort");
car.getModel();

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此方法唯一的缺点是不能指定只读属性，而可以在使用 Object.create() 时指定。尽管如此，原型模式展示了对象如何从其他对象继承。

结构设计模式

在弄清楚系统应该如何工作时，结构设计模式非常有用。它们使我们的应用程序能够轻松扩展并保持可维护性。我们将研究本组中的以下模式：复合模式和外观模式。

复合模式

复合模式是您之前可能使用过但没有意识到的另一种模式。

复合模式表示可以像对待组中的单个对象一样对待一组对象。

那么这是什么意思呢？好吧，考虑一下 jQuery 中的这个示例（大多数 JS 库都有与此等效的示例）：

$('.myList').addClass('selected');
$('#myItem').addClass('selected');

//dont do this on large tables, it's just an example.
$("#dataTable tbody tr").on("click", function(event){
    alert($(this).text());
});

$('#myButton').on("click", function(event) {
    alert("Clicked.");
});

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无论我们处理的是单个 DOM 元素还是 DOM 元素数组，大多数 JavaScript 库都提供一致的 API。在第一个示例中，我们可以将 selected 类添加到 .myList 选择器选取的所有项目中，但在处理单个 DOM 元素 #myItem 时，我们可以使用相同的方法。同样，我们可以使用 on() 方法在多个节点上附加事件处理程序，或者通过相同的 API 在单个节点上附加事件处理程序。

通过利用复合模式，jQuery（和许多其他库）为我们提供了一个简化的 API。

复合模式有时也会引起问题。在 JavaScript 等松散类型语言中，了解我们正在处理单个元素还是多个元素通常会很有帮助。由于复合模式对两者使用相同的 API，因此我们经常会误认为其中一个，并最终出现意想不到的错误。某些库（例如 YUI3）提供两种单独的获取元素的方法（Y.one() 与 Y.all()）。

外观模式

这是我们认为理所当然的另一个常见模式。事实上，这是我最喜欢的之一，因为它很简单，而且我已经看到它被到处使用来帮助解决浏览器不一致的问题。以下是外观模式的含义：

外观模式为用户提供了一个简单的界面，同时隐藏了其底层的复杂性。

外观模式几乎总能提高软件的可用性。再次以 jQuery 为例，该库中比较流行的方法之一是 ready() 方法：

$(document).ready(function() {

    //all your code goes here...

});

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ready() 方法实际上实现了一个门面。如果您查看源代码，您会发现以下内容：

ready: (function() {

    ...

    //Mozilla, Opera, and Webkit
    if (document.addEventListener) {
        document.addEventListener("DOMContentLoaded", idempotent_fn, false);
        ...
    }
    //IE event model
    else if (document.attachEvent) {

        // ensure firing before onload; maybe late but safe also for iframes
        document.attachEvent("onreadystatechange", idempotent_fn);

        // A fallback to window.onload, that will always work
        window.attachEvent("onload", idempotent_fn);

        ...     
    }

})

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在底层， ready() 方法并不那么简单。 jQuery 规范了浏览器的不一致，以确保在适当的时间触发 ready()。但是，作为开发人员，您会看到一个简单的界面。

大多数外观模式示例都遵循这一原则。在实现时，我们通常依赖于底层的条件语句，但将其作为一个简单的界面呈现给用户。实现此模式的其他方法包括 animate() 和 css()。你能想到为什么这些会使用外观模式吗？

行为设计模式

任何面向对象的软件系统都会在对象之间进行通信。不组织这种沟通可能会导致难以发现和修复的错误。行为设计模式规定了组织对象之间通信的不同方法。在本节中，我们将研究观察者模式和中介者模式。

观察者模式

观察者模式是我们将要经历的两种行为模式中的第一种。它是这样说的：

在观察者模式中，主题可以拥有对其生命周期感兴趣的观察者列表。每当主题做了一些有趣的事情时，它都会向其观察者发送通知。如果观察者不再有兴趣听主题，则主题可以将其从列表中删除。

听起来很简单，对吧？我们需要三种方法来描述这种模式：

publish(data)：当主题有通知要发出时调用。某些数据可以通过此方法传递。
subscribe(observer)：由主题调用以将观察者添加到其观察者列表中。
unsubscribe(observer)：由主题调用，从其观察者列表中删除观察者。

事实证明，大多数现代 JavaScript 库都支持这三种方法作为其自定义事件基础结构的一部分。通常，有一个 on() 或 attach() 方法，一个 trigger() 或 fire() 方法，以及一个 off() 或 detach()方法。考虑以下代码片段：

//We just create an association between the jQuery events methods

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//and those prescribed by the Observer Pattern but you don't have to.
var o = $( {} );
$.subscribe = o.on.bind(o);
$.unsubscribe = o.off.bind(o);
$.publish = o.trigger.bind(o);

// Usage
document.on( 'tweetsReceived', function(tweets) {
    //perform some actions, then fire an event

    $.publish('tweetsShow', tweets);
});

//We can subscribe to this event and then fire our own event.
$.subscribe( 'tweetsShow', function() {
    //display the tweets somehow
    ..

    //publish an action after they are shown.
    $.publish('tweetsDisplayed);
});

$.subscribe('tweetsDisplayed, function() {
    ...
});

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观察者模式是实现起来比较简单的模式之一，但它非常强大。 JavaScript 非常适合采用这种模式，因为它本质上是基于事件的。下次开发 Web 应用程序时，请考虑开发彼此松散耦合的模块，并采用观察者模式作为通信方式。如果涉及太多主体和观察者，观察者模式可能会出现问题。这可能会发生在大型系统中，我们研究的下一个模式将尝试解决这个问题。

调解者模式

我们要讨论的最后一个模式是中介者模式。它与观察者模式类似，但有一些显着的差异。

中介者模式提倡使用单个共享主题来处理与多个对象的通信。所有对象都通过中介者相互通信。

现实世界中一个很好的类比是空中交通塔，它负责处理机场和航班之间的通信。在软件开发领域，当系统变得过于复杂时，通常会使用中介者模式。通过放置中介，可以通过单个对象来处理通信，而不是让多个对象相互通信。从这个意义上说，中介者模式可以用来替代实现观察者模式的系统。

在这个要点中，Addy Osmani 提供了中介者模式的简化实现。让我们谈谈如何使用它。想象一下，您有一个 Web 应用程序，允许用户单击专辑并播放其中的音乐。您可以像这样设置中介者：

$('#album').on('click', function(e) {
    e.preventDefault();
    var albumId = $(this).id();
    mediator.publish("playAlbum", albumId);
});


var playAlbum = function(id) {
    …
    mediator.publish("albumStartedPlaying", {songList: [..], currentSong: "Without You"});

};

var logAlbumPlayed = function(id) {
    //Log the album in the backend
};

var updateUserInterface = function(album) {
    //Update UI to reflect what's being played
};

//Mediator subscriptions
mediator.subscribe("playAlbum", playAlbum);
mediator.subscribe("playAlbum", logAlbumPlayed);
mediator.subscribe("albumStartedPlaying", updateUserInterface);

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此模式相对于观察者模式的好处是单个对象负责通信，而在观察者模式中，多个对象可以相互监听和订阅。

在观察者模式中，没有封装约束的单个对象。相反，观察者和主体必须合作来维持约束。通信模式由观察者和主体互连的方式决定：一个主体通常有许多观察者，有时一个主体的观察者是另一个观察者的主体。