Краткое изложение шаблонов проектирования программного обеспечения

2024-07-12

Шаблоны проектирования — это общие решения распространенных проблем при проектировании программного обеспечения. Ниже приведены некоторые распространенные шаблоны проектирования, разделенные на три основные категории: шаблоны создания, структурные шаблоны и поведенческие шаблоны.

Творческие шаблоны

Эти шаблоны предоставляют механизмы создания объектов, повышая гибкость и возможность повторного использования существующего кода.

Шаблон синглтона：
- Убедитесь, что существует только один экземпляр класса, и предоставьте глобальную точку доступа.
Шаблон фабричного метода：
- Определите интерфейс для создания объектов и позвольте подклассам решать, экземпляр какого класса создавать.
Шаблон «Абстрактная фабрика» (Абстрактная фабрика)：
- Создавайте семейства связанных или зависимых объектов без явного указания конкретных классов.
Выкройка Строитель (Builder)：
- Постройте сложный объект и позвольте поэтапное строительство.
Опытный образец：
- Создайте новый экземпляр, скопировав существующий экземпляр, а не создавая новый.

Структурные шаблоны

Эти шаблоны имеют дело с комбинациями объектов или отношениями между объектами и ними.

Режим адаптера：
- Позволяет разрешать несовместимость интерфейсов между объектами через «адаптер».
Паттерн Декоратор (Декоратор)：
- Динамически добавляйте дополнительные обязанности к объекту.
Режим прокси (Прокси)：
- Предоставляет замену или заполнитель для другого объекта для управления доступом к нему.
Фасад：
- Предоставляет унифицированный интерфейс высокого уровня для доступа к группе интерфейсов подсистемы.
Режим моста (Мост)：
- Отделите абстрактную часть от ее реализации, чтобы они могли изменяться независимо.
Композитный режим：
- Группируйте объекты в древовидную структуру, чтобы представить иерархию части-целого.
Режим наилегчайшего веса：
- Эффективная поддержка большого количества детализированных объектов посредством совместного использования.

Поведенческие модели

Эти шаблоны сосредоточены на взаимодействии между объектами, то есть на том, как объекты взаимодействуют друг с другом и как они распределяют обязанности.

Стратегия：
- Определите серию алгоритмов, инкапсулируйте их один за другим и сделайте взаимозаменяемыми.
Шаблон «Метод шаблона» (Шаблонный метод)：
- Определите структуру алгоритма в методе и отложите реализацию подклассам.
Паттерн «Наблюдатель» (Наблюдатель)：
- Отношения зависимости между объектами «один ко многим». Когда объект меняет состояние, все объекты, которые от него зависят, будут уведомлены и автоматически обновлены.
Шаблон итератора (Итератор)：
- Последовательный доступ к отдельным элементам агрегатного объекта, не раскрывая его внутреннее представление.
Модель цепочки ответственности：
- Дайте нескольким объектам возможность обработать запрос, тем самым избегая связи между отправителем и получателем запроса.
Командный режим (Командный)：
- Инкапсулирует запрос как объект, позволяя пользователю параметризовать клиент различными запросами.
Режим сувенира：
- Захватите внутреннее состояние объекта и сохраните это состояние вне объекта, не нарушая инкапсуляцию.
Режим состояния：
- Позволяет объекту изменять свое поведение при изменении его внутреннего состояния.
Режим посетителя：
- Добавляйте новые возможности в структуру объекта (например, составную структуру).
Шаблон посредника：
- Определите промежуточный объект, чтобы упростить взаимодействие между исходными объектами.
Режим переводчика (Интерпретатор)：
- Определите грамматическое представление языка и интерпретируйте предложения, определенные на этом языке.

Во время последнего интервью меня спросили об использовании кода для реализации шаблона «подписчик-издатель». У меня было время смоделировать эти шаблоны проектирования с помощью js-кода.

Например

class PubSub {
  constructor() {
    this.events = {}; // 存储事件名称和对应的订阅者回调函数数组
  }

  // 订阅事件
  subscribe(event, callback) {
    if (!this.events[event]) {
      this.events[event] = []; // 如果事件不存在，初始化一个空数组
    }
    this.events[event].push(callback); // 将回调函数添加到订阅者的数组
  }

  // 取消订阅事件
  unsubscribe(event, callback) {
    if (!this.events[event]) {
      return;
    }
    this.events[event] = this.events[event].filter(cb => cb !== callback); // 移除指定的回调函数
  }

  // 取消特定事件的所有订阅
  unsubscribeAll(event) {
    if (this.events[event]) {
      delete this.events[event]; // 删除所有订阅者
    }
  }

  // 触发事件，使用 emit 作为方法名
  emit(event, data) {
    if (this.events[event]) {
      // 执行所有订阅者的回调函数
      this.events[event].forEach(callback => callback(data));
    }
  }

  // 检查是否有订阅者
  hasSubscribers(event) {
    return this.events[event] && this.events[event].length > 0;
  }
}

// 使用示例
const eventCenter = new PubSub();

// 订阅 'message' 事件
eventCenter.subscribe('message', (data) => {
  console.log(`Message received: ${data}`);
});

// 订阅 'greet' 事件
eventCenter.subscribe('greet', (name) => {
  console.log(`Hello, ${name}!`);
});

// 触发 'message' 事件
eventCenter.emit('message', 'Hello, Pub/Sub!');

// 触发 'greet' 事件
eventCenter.emit('greet', 'World');

// 取消对 'message' 事件的订阅
const myCallback = (data) => {
  console.log(`My callback received: ${data}`);
};
eventCenter.subscribe('message', myCallback);
eventCenter.unsubscribe('message', myCallback);

// 再次触发 'message' 事件，myCallback 不会被调用
eventCenter.emit('message', 'This message will not be received by myCallback');
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70

В этом примереPubSub Класс предоставляет следующие функциональные возможности:

subscribe Метод позволяет подписчикам зарегистрировать функцию обратного вызова для определенного события.
unsubscribe Метод позволяет подписчикам отменить регистрацию своих функций обратного вызова для определенных событий.
unsubscribeAll Метод отменяет все подписки на определенное событие.
emit Метод запускает событие и выполняет функции обратного вызова всех подписчиков.
hasSubscribers Метод проверяет, есть ли подписчики на конкретное событие.

Обмен технологиями