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本文由 简悦 SimpRead 转码, 原文地址 mp.weixin.qq.com

代码也写了几年了,设计模式处于看了忘,忘了看的状态,最近对设计模式有了点感觉,索性就再学习总结下吧。

大部分讲设计模式的文章都是使用的 JavaC++ 这样的以类为基础的静态类型语言,作为前端开发者,js 这门基于原型的动态语言,函数成为了一等公民,在实现一些设计模式上稍显不同,甚至简单到不像使用了设计模式,有时候也会产生些困惑。

下面按照「场景」-「设计模式定义」- 「代码实现」- 「易混设计模式」 -「总」的顺序来总结一下,如有不当之处,欢迎交流讨论。

场景

leetcode 65 题 判断是否是合法的数字:

image-20220204102426236

部分有效数字列举如下:["2", "0089", "-0.1", "+3.14", "4.", "-.9", "2e10", "-90E3", "3e+7", "+6e-1", "53.5e93", "-123.456e789"]

部分无效数字列举如下:["abc", "1a", "1e", "e3", "99e2.5", "--6", "-+3", "95a54e53"]

我们可以依次遍历给定的字符串,然后各种 ifelse 来解决这个问题:

/** * @param {string} s * @return {boolean} */const isNumber = function (s) {    const e = ["e", "E"];    s = s.trim();    let pointSeen = false;    let eSeen = false;    let numberSeen = false;    let numberAfterE = true;    for (let i = 0; i < s.length; i++) {        if ("0" <= s.charAt(i) && s.charAt(i) <= "9") {            numberSeen = true;            numberAfterE = true;        } else if (s.charAt(i) === ".") {            if (eSeen || pointSeen) {                return false;            }            pointSeen = true;        } else if (e.includes(s.charAt(i))) {            if (eSeen || !numberSeen) {                return false;            }            numberAfterE = false;            eSeen = true;        } else if (s.charAt(i) === "-" || s.charAt(i) === "+") {            if (i != 0 && !e.includes(s.charAt(i - 1))) {                return false;            }        } else {            return false;        }    }    return numberSeen && numberAfterE;};

如果只是为了刷题 AC 也没啥毛病,但如果在业务中写出这么多 ifelse 大概就要被打了。

为了让代码扩展性和可读性更高,我们可以通过责任链模式进行改写。

设计模式定义

GoF  介绍的责任链模式定义:

Avoid coupling the sender of a request to its receiver by giving more than one object a chance to handle the request. Chain the receiving objects and pass the request along the chain until an object handles it.

避免请求者和接收者之间的耦合,让多个接收者都有机会去处理请求。将接收者组成链条,在链条中传递请求直到有接收者可以处理它。

原始的定义中,当请求被处理后链条就终止了,但很多地方也会将请求一直传递下去,可以看作是责任链模式的变体。

看一下 UML 类图和时序图:

image-20220204151213707

Sender 无需关心哪一个 Receiver 去处理它,只需要通过 Handler 接口在 Receiver 链条中进行处理,每一个 Receiver 处理结束后继续传给下一个 Receiver

看起来比较抽象,看一个具体的例子,不同等级的日志进行不同的处理:

import java.util.*;abstract class Logger {    public static int ERR = 3;    public static int NOTICE = 5;    public static int DEBUG = 7;    protected int mask;    // The next element in the chain of responsibility    protected Logger next;    public Logger setNext( Logger l)    {        next = l;        return this;    }    public final void message( String msg, int priority )    {        if ( priority <= mask )         {            writeMessage( msg );            if ( next != null )            {                next.message( msg, priority );            }        }    }        protected abstract void writeMessage( String msg );}class StdoutLogger extends Logger {    public StdoutLogger( int mask ) { this.mask = mask; }    protected void writeMessage( String msg )    {        System.out.println( "Writting to stdout: " + msg );    }}class EmailLogger extends Logger {    public EmailLogger( int mask ) { this.mask = mask; }    protected void writeMessage( String msg )    {        System.out.println( "Sending via email: " + msg );    }}class StderrLogger extends Logger {    public StderrLogger( int mask ) { this.mask = mask; }    protected void writeMessage( String msg )    {        System.out.println( "Sending to stderr: " + msg );    }}public class ChainOfResponsibilityExample{    public static void main( String[] args )    {        // Build the chain of responsibility        Logger l = new StdoutLogger( Logger.DEBUG).setNext(                            new EmailLogger( Logger.NOTICE ).setNext(                            new StderrLogger( Logger.ERR ) ) );        // Handled by StdoutLogger        l.message( "Entering function y.", Logger.DEBUG );        // Handled by StdoutLogger and EmailLogger        l.message( "Step1 completed.", Logger.NOTICE );        // Handled by all three loggers        l.message( "An error has occurred.", Logger.ERR );    }}

输出:

Writting to stdout: Entering function y.Writting to stdout: Step1 completed.Sending via email: Step1 completed.Writting to stdout: An error has occurred.Sending via email: An error has occurred.Sending to stderr: An error has occurred.

每个 logger 都继承了 message 方法,并且拥有的 next 也指向一个 logger 对象,通过 next 去调用下一个的 message 方法。

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让我们用 js 再来改写一下:

我们先实现一个 Handler 对象,构建链条。

const Handler = function (fn) {    this.handler = fn;    this.next = null;};Handler.prototype.setNext = function setNext(h) {    this.next = h;    return h;};Handler.prototype.passRequest = function () {    const ret = this.handler.apply(this, arguments);    this.next && this.next.passRequest.apply(this.next, arguments);};

接下来实现不同的 Logger

const ERR = 3;const NOTICE = 5;const DEBUG = 7;const StdoutLogger = function (msg, level) {    // 根据等级判断自己是否处理    if (level <= DEBUG) {        console.log("Writting to stdout: " + msg);    }};const EmailLogger = function (msg, level) {   // 根据等级判断自己是否处理    if (level <= NOTICE) {        console.log("Sending via email: " + msg);    }};const StderrLogger = function (msg, level) {   // 根据等级判断自己是否处理    if (level <= ERR) {        console.log("Sending to stderr: " + msg);    }};

然后进行测试:

const StdoutHandler = new Handler(StdoutLogger);const EmailHandler = new Handler(EmailLogger);const StderrHandler = new Handler(StderrLogger);StdoutHandler.setNext(EmailHandler).setNext(StderrHandler);StdoutHandler.passRequest("Entering function y.", DEBUG);StdoutHandler.passRequest("Step1 completed.", NOTICE);StdoutHandler.passRequest("An error has occurred.", ERR);

输出内容和 java 代码是一致的。

代码实现

回到开头的场景中,判断是否是有效数字。

我们可以抽离出不同功能,判断是否是整数、是否是科学记数法、是否是浮点数等等,然后通过职责链模式把它们链接起来,如果某一环节返回了 true 就不再判断,直接返回最终结果。

可以利用上边写的 Handler 对象,构建链条,此外可以通过返回值提前结束传递。

function Handler(fn) {    this.handler = fn;    this.next = null;}Handler.prototype.setNext = function setNext(h) {    this.next = h;    return h;};Handler.prototype.passRequest = function () {    const ret = this.handler.apply(this, arguments);    // 提前结束    if (ret) {        return ret;    }     // 向后传递    if (this.next) {        return this.next.passRequest.apply(this.next, arguments);    }    return ret;};

数字预处理一下,去掉前后空白和 +- 便于后续的判断。

function preProcessing(v) {    let value = v.trim();    if (value.startsWith("+") || value.startsWith("-")) {        value = value.substring(1);    }    return value;}

判断是否是整数:

// 判断是否是整数function isInteger(integer) {    integer = preProcessing(integer);    if (!integer) {        return false;    }    for (let i = 0; i < integer.length; i++) {        if (!/[0-9]/.test(integer.charAt(i))) {            return false;        }    }    return true;}

判断是否是小数:

// 判断是否是小数function isFloat(floatVal) {    floatVal = preProcessing(floatVal);    if (!floatVal) {        return false;    }    function checkPart(part) {        if (part === "") {            return true;        }        if (            !/[0-9]/.test(part.charAt(0)) ||            !/[0-9]/.test(part.charAt(part.length - 1))        ) {            return false;        }        if (!isInteger(part)) {            return false;        }        return true;    }    const pos = floatVal.indexOf(".");    if (pos === -1) {        return false;    }    if (floatVal.length === 1) {        return false;    }    const first = floatVal.substring(0, pos);    const second = floatVal.substring(pos + 1, floatVal.length);    if (checkPart(first) && checkPart(second)) {        return true;    }    return false;}

判断是否是科学计数法:

// 判断是否是科学计数法function isScienceFormat(s) {    s = preProcessing(s);    if (!s) {        return false;    }    function checkHeadAndEndForSpace(part) {        if (part.startsWith(" ") || part.endsWith(" ")) {            return false;        }        return true;    }    function validatePartBeforeE(first) {        if (!first) {            return false;        }        if (!checkHeadAndEndForSpace(first)) {            return false;        }        if (!isInteger(first) && !isFloat(first)) {            return false;        }        return true;    }    function validatePartAfterE(second) {        if (!second) {            return false;        }        if (!checkHeadAndEndForSpace(second)) {            return false;        }        if (!isInteger(second)) {            return false;        }        return true;    }    s = s.toLowerCase();    let pos = s.indexOf("e");    if (pos === -1) {        pos = s.indexOf("E");    }    if (pos === -1) {        return false;    }    if (s.length === 1) {        return false;    }    const first = s.substring(0, pos);    const second = s.substring(pos + 1, s.length);    if (!validatePartBeforeE(first) || !validatePartAfterE(second)) {        return false;    }    return true;}

判断是否是十六进制:

function isHex(hex) {    function isValidChar(c) {        const validChar = ["a", "b", "c", "d", "e", "f"];        for (let i = 0; i < validChar.length; i++) {            if (c === validChar[i]) {                return true;            }        }        return false;    }    hex = preProcessing(hex);    if (!hex) {        return false;    }    hex = hex.toLowerCase();    if (hex.startsWith("0x")) {        hex = hex.substring(2);    } else {        return false;    }    for (let i = 0; i < hex.length; i++) {        if (!/[0-9]/.test(hex.charAt(0)) && !isValidChar(hex.charAt(i))) {            return false;        }    }    return true;}

然后通过 Handler 将上边的功能串联起来即可:

/** * @param {string} s * @return {boolean} */const isNumber = function (s) {    const isIntegerHandler = new Handler(isInteger);    const isFloatHandler = new Handler(isFloat);    const isScienceFormatHandler = new Handler(isScienceFormat);    const isHexHandler = new Handler(isHex);    isIntegerHandler        .setNext(isFloatHandler)        .setNext(isScienceFormatHandler)        .setNext(isHexHandler);    return isIntegerHandler.passRequest(s);};

通过责任链的设计模式,每一个函数都可以很好的进行复用,并且未来如果要新增一种类型判断,只需要加到责任链中即可,和之前的判断也完全独立。

易混设计模式

说到沿着「链」执行,应该会想到 装饰器模式

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它和责任链模式看起来结构上是一致的,我的理解上主要有两点不同:

  1. 装饰器模式是对已有功能的增强,依次包装起来形成链式调用。而责任链模式从一开始就抽象出了很多功能,然后形成责任链。

  2. 装饰器模式会依次调用新增的功能直到最初的功能,责任链模式提供了一种中断的能力,调用到某个操作的时候可以直接终止掉,不是所有的功能都会调用。

当处理一件事情的时候发现会分很多种情况去讨论,此时可以考虑使用责任链模式进行功能的拆分,提高代码的复用性、扩展性以及可读性。

js 中底层的原型链、作用域链、Dom 元素的冒泡机制都可以看作是责任链模式的应用。

更多设计模式推荐阅读:

前端的设计模式系列 - 策略模式

前端的设计模式系列 - 代理模式

前端的设计模式系列 - 装饰器模式

前端的设计模式系列 - 观察者模式

前端的设计模式系列 - 发布订阅模式

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