JS 的行为设计模式：策略、观察者与命令模式

在软件开发中，设计模式是解决特定问题的通用解决方案。行为设计模式专注于对象之间的通信和职责分配。本文将介绍三种常用的行为设计模式：策略模式、观察者模式和命令模式，以及它们的主要组成部分、工作原理、优缺点和应用场景。

策略模式

策略模式允许在运行时选择算法或行为，从而使得算法的变化独立于使用算法的客户。它定义了一系列算法，并将每个算法封装起来，使它们可以互相替换。

主要组成部分

策略接口（Strategy）：定义所有支持的算法或策略的统一接口。
具体策略（Concrete Strategy）：实现策略接口，封装具体的算法或行为。
上下文（Context）：持有策略对象的引用，并通过该策略对象调用具体的算法。

优点

灵活性：可以在运行时选择不同的策略。
可扩展性：可以轻松添加新的策略。
单一职责：每个策略类只负责实现一种算法。

缺点

策略数量增加可能导致类的数量增加。
客户端需要了解不同策略的具体实现。

应用场景

需要使用多种算法的场景。
避免使用大量的条件语句。
动态选择算法。

示例

class Strategy {execute(a, b) {throw new Error("This method should be overridden!");}
}class AddStrategy extends Strategy {execute(a, b) {return a + b;}
}class SubtractStrategy extends Strategy {execute(a, b) {return a - b;}
}class Context {constructor(strategy) {this.strategy = strategy;}setStrategy(strategy) {this.strategy = strategy;}executeStrategy(a, b) {return this.strategy.execute(a, b);}
}const context = new Context(new AddStrategy());
console.log(context.executeStrategy(5, 3)); // 输出: 8context.setStrategy(new SubtractStrategy());
console.log(context.executeStrategy(5, 3)); // 输出: 2

观察者模式

观察者模式定义了对象之间的一对多依赖关系，使得当一个对象的状态发生变化时，所有依赖于它的对象都能够自动收到通知并更新。

主要组成部分

主题（Subject）：维护观察者的列表，并在状态变化时通知所有注册的观察者。
观察者（Observer）：定义更新接口，以便在主题状态变化时接收通知。
具体主题（Concrete Subject）：实现主题接口，维护状态并在状态变化时通知观察者。
具体观察者（Concrete Observer）：实现观察者接口，定义对主题状态变化的具体响应。

优点

松耦合：主题和观察者之间的关系是松散的。
动态关系：可以在运行时添加或移除观察者。
自动更新：观察者能够自动接收通知。

缺点

通知开销：如果观察者数量较多，状态变化时的通知开销可能较大。
顺序问题：观察者的通知顺序可能影响程序的行为。

应用场景

事件处理系统。
数据绑定。
消息推送系统。
股票市场监控。
社交媒体通知。
游戏开发。
日志系统。
天气监测系统。

示例

class Subject {constructor() {this.observers = [];}registerObserver(observer) {this.observers.push(observer);}removeObserver(observer) {this.observers = this.observers.filter(obs => obs !== observer);}notifyObservers() {this.observers.forEach(observer => observer.update(this));}
}class Observer {update(subject) {throw new Error("This method should be overridden!");}
}class Display implements Observer {update(subject) {console.log(`Temperature updated: ${subject.getTemperature()}°C`);}
}class WeatherStation extends Subject {constructor() {super();this.temperature = 0;}setTemperature(temp) {this.temperature = temp;this.notifyObservers(); // 通知所有观察者}getTemperature() {return this.temperature;}
}const weatherStation = new WeatherStation();
const display = new Display();weatherStation.registerObserver(display);
weatherStation.setTemperature(25); // 输出: Temperature updated: 25°C

命令模式

命令模式将请求封装为对象，允许使用不同的请求、队列请求或日志请求，以及支持可撤销操作。

主要组成部分

命令接口（Command）：定义统一的接口，通常包含一个 execute 方法。
具体命令（Concrete Command）：实现命令接口，封装具体的操作和接收者。
接收者（Receiver）：包含执行请求的具体方法。
调用者（Invoker）：持有命令对象并在适当的时候调用命令的 execute 方法。
客户端（Client）：创建具体命令对象并设置接收者。

优点

解耦：请求的发送者与接收者之间的解耦。
可扩展性：可以轻松添加新的命令。
支持撤销/重做：可以通过保存命令的历史记录来实现撤销和重做功能。

缺点

命令类数量增加：每个具体命令都需要一个类。
复杂性：对于简单的请求，使用命令模式可能显得过于复杂。

应用场景

图形用户界面（GUI）。
撤销/重做功能。
任务调度。
日志记录。
远程控制。
宏命令。
游戏开发。
网络请求。

示例

class Command {execute() {throw new Error("This method should be overridden!");}
}class LightOnCommand extends Command {constructor(light) {super();this.light = light;}execute() {this.light.turnOn();}
}class LightOffCommand extends Command {constructor(light) {super();this.light = light;}execute() {this.light.turnOff();}
}class Light {turnOn() {console.log("The light is on.");}turnOff() {console.log("The light is off.");}
}class RemoteControl {constructor() {this.command = null;}setCommand(command) {this.command = command;}pressButton() {if (this.command) {this.command.execute();}}
}const light = new Light();
const lightOn = new LightOnCommand(light);
const lightOff = new LightOffCommand(light);
const remote = new RemoteControl();remote.setCommand(lightOn);
remote.pressButton(); // 输出: The light is on.remote.setCommand(lightOff);
remote.pressButton(); // 输出: The light is off.