前言

本文主要介绍前端常用的一些设计模式，知识面涉猎广而不深，主要是用来熟悉设计模式，文章对于每种提及到的设计模式都包含有具体的案例，通过对他们的对比分析它们的优缺点，来更好地理解这些设计模式并如何实际应用这些模式。

1. 模块化（Modularization）

模块化是将一个完整的程序分解成多个相互独立的模块，每个模块完成一个特定的功能。这种模式有助于提高代码的可维护性和复用性。在前端框架中，模块化通常使用 AMD（Asynchronous Module Definition）或 CommonJS 规范实现。

优点：

代码结构清晰，易于维护
模块间解耦，便于重用
每个开发者可以专门一个模块，易于实现团队协作

缺点：

模块间的通信可能导致性能损失
过多的模块划分可能导致代码结构过于碎片化，不易维护
因为业务差异，无法通过简单复用已有模块，或者增加模块的延展性来满足需求，灵活性不高

// counter.js
export function increment() {
  return count + 1;
}

// index.js
import { increment } from './counter';

const count = 0;
console.log(increment()); // 输出 1

在上面的示例中，我们定义了一个函数 increment，用于计算 count 的递增值。接着，从另一个文件导入并调用此函数。这个示例像我们展示了模块化其实就是把代码拆分为模块以提高可读性和可维护性。

2. 组件化（Componentization）

组件化是将界面拆分成多个独立的、可重用的组件，每个组件负责处理视图中的某个部分。组件化的好处在于可以更好地组织代码，提高代码的可读性和可维护性。在前端框架中，常见的组件化方案有 React 和 Vue。

优点：

提高代码的可维护性和可读性
通过解耦，组件化可以降低复杂性，使代码更易于理解
便于实现响应式布局和动态加载
组件化便于实现团队协作和并行开发

缺点：

组合模式的设计可能会限制组件的类型
组件化可能导致代码结构过于冗杂
组件间的依赖关系可能会成为复杂性的来源，使得修改或更新组件变得困难

<!-- MyComponent.vue -->
<template>
  <div>
    <h1>{{ title }}</h1>
    <p>{{ message }}</p>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  props: {
    title: {
      type: String,
      required: true
    },
    message: {
      type: String,
      required: true
    }
  }
};
</script>

<!-- App.vue -->
<template>
  <div>
    <my-component :title="'My Component'" :message="'This is a demo component'"></my-component>
  </div>
</template>

<script>
import MyComponent from './MyComponent.vue';

export default {
  components: {
    MyComponent
  }
};
</script>

在上面的示例中，我们首先在 MyComponent.vue 文件中定义了一个名为 MyComponent 的组件。这个组件包含一个标题和一个消息，并使用 props 属性来定义它们。接着，我们在 App.vue 文件中导入了 MyComponent 组件，并在 components 对象中将其注册为一个局部组件。最后，我们在 App.vue 的模板中使用了这个组件。总的来说其实组件化就是把 UI 分解为可重用的部分。

3. 观察者模式（Observer Pattern）

观察者模式是一种行为设计模式，当某个对象（目标对象）的状态发生改变时，所有依赖于该对象的其他对象（观察者对象）都会自动收到通知。在前端框架中，观察者模式通常用于实现响应式数据绑定和事件处理。

优点：

对象之间的解耦，便于重用
观察者模式支持广播式通知，易于实现复杂的通信场景
观察者模式适用于大规模应用和多团队协作

缺点：

观察者模式仅仅是知道观察目标发生了变化，但对于其底层原理缺少观察机制。
可能导致性能损失，特别是在大量观察者的情况下
如果在观察者和观察目标之间有循环依赖的话，观察目标会触发它们之间进行循环调用，处理不好就会造成资源浪费甚至影响系统稳定。

<!-- App.vue -->
<template>
  <div>
    <input v-model="message">
    <p>{{ message }}</p>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      message: 'Hello, Vue!'
    };
  }
};
</script>

在这个示例中，我们定义了一个名为 App.vue 的 Vue 组件。在组件的模板中，我们使用了一个双向数据绑定指令 v-model，将输入框的值与组件的 message 数据属性绑定。当用户在输入框中输入内容时，message 属性的值将自动更新，同时页面上的文本也会相应地更新。所以说其实观察者模式的核心理念就是组件可以响应用户操作并更新数据

4. 发布-订阅模式（Publish-Subscribe Pattern）

发布-订阅模式是一种通信设计模式，这其实也是一种特殊的观察者模式，允许多个对象之间进行松耦合的通信。一个对象（发布者）发布某个事件，其他对象（订阅者）可以订阅这个事件并在事件发生时收到通知。在前端框架中，发布-订阅模式通常用于实现事件总线和数据驱动视图更新。

优点：

对象之间的解耦，便于重用
支持广播式通知，易于实现复杂的通信场景
适用于大规模应用和多团队协作

缺点：

可能导致性能损失，特别是在大量订阅者的情况下
创建订阅者会需要消耗一定的资源
同一消息可能会发送多次

import { createStore } from 'redux';

const initialState = { count: 0 };

function reducer(state = initialState, action) {
  switch (action.type) {
    case 'INCREMENT':
      return { ...state, count: state.count + 1 };
    default:
      return state;
  }
}

const store = createStore(reducer);

// 订阅状态变化
store.subscribe(() => {
  console.log(store.getState());
});

// 发布事件（模拟用户操作）
store.dispatch({ type: 'INCREMENT' });

在这个示例中，我们首先创建了一个名为 reducer 的 Redux reducer 函数，用于处理应用的状态变化。接着，我们使用 createStore 函数创建了一个 Redux store。然后我们使用 store.subscribe 方法订阅了状态更新的通知，并在每次状态更新时输出当前的状态。最后，我们使用 store.dispatch 方法发布了一个类型为 'INCREMENT' 的行动，模拟用户进行了一次操作，从而导致了状态的变化。这个示例其实就是说发布-订阅模式主要就是用于在组件之间传递状态变化。

5. 装饰器模式（Decorator Pattern）

装饰器模式是一种结构设计模式，允许在不改变原有代码的基础上为对象添加新的功能。在前端框架中，装饰器模式通常用于扩展组件功能或为对象添加额外属性和方法。

优点：

提高代码的可扩展性，便于在不改变原有结构的情况下添加新功能
易于实现动态扩展，支持按需加载
有助于提高代码的可读性和可维护性

缺点：

会导致程序变得复杂，不好理解
装饰嵌套过多，会产生过多小对象

// 
MyComponent.js
import React from 'react';

***ponent {
  render() {
    return <h1>Hello, Decorator!</h1>;
  }
}

export default MyComponent;

// 
Decorator.js
import MyComponent from './MyComponent';

function decorator(WrappedComponent) {
  ***ponent {
    render() {
      return (
        <div>
          <h2>Decorated Component</h2>
          <WrappedComponent {...this.props} />
        </div>
      );
    }
  };
}

export default function withDecorator(WrappedComponent) {
  return decorator(WrappedComponent);
}

// 
App.js
import React from 'react';
import { withDecorator } from './Decorator';
import MyComponent from './MyComponent';

const DecoratedComponent = withDecorator(MyComponent);

function App() {
  return (
    <div>
      <DecoratedComponent />
    </div>
  );
}

export default App;

在这个示例中我们首先定义了一个名为 MyComponent 的 React 组件。然后，我们定义了一个名为 decorator 的函数，该函数接受一个组件作为参数，返回一个装饰后的组件。这个装饰后的组件在原有的组件外面添加了一个额外的 <h2> 标签。withDecorator 函数是一个高阶函数，它接受一个组件作为参数，并返回一个装饰后的组件。

在 App 组件中，我们使用 withDecorator 函数将 MyComponent 组件传递给它，从而得到一个装饰后的组件。最后，我们在 App 组件中渲染了这个装饰后的组件。所以说装饰器模式的基本概念就是把装饰器应用到组件上以动态添加额外的功能。

6. 路由模式（Routing Pattern）

路由模式是一种行为设计模式，用于实现单页面应用（SPA）中的页面导航。在前端框架中，路由模式通常用于根据 URL 路径显示不同的视图组件。

优点：

实现单页面应用的导航，提高用户体验
易于实现动态加载，支持按需加载
有助于提高代码的可读性和可维护性

缺点：

过度依赖路由可能导致代码结构不清晰。在使用路由模式时，可能会导致代码结构变得过于分散和复杂
如果路由规则设置不当，会导致不必要的资源浪费，从而影响应用的性能。
在使用路由模式时，我们需要谨慎处理组件的状态，避免在路由切换时导致状态混乱。

// 
App.js
import React from 'react';
import { BrowserRouter as Router, Route, Link } from 'react-router-dom';

function Home() {
  return <h2>Home</h2>;
}

function About() {
  return <h2>About</h2>;
}

function App() {
  return (
    <Router>
      <div>
        <nav>
          <ul>
            <li>
              <Link to="/">Home</Link>
            </li>
            <li>
              <Link to="/about">About</Link>
            </li>
          </ul>
        </nav>
        {/* A <Switch> looks through its children <Route>s and
            renders the first one that matches the current URL. */}
        <Switch>
          <Route path="/about">
            <About />
          </Route>
          <Route path="/">
            <Home />
          </Route>
        </Switch>
      </div>
    </Router>
  );
}

export default App;

在这个示例中，我们首先定义了两个函数式组件：Home 和 About。接着，我们在 App 组件中使用了 BrowserRouter，它将整个应用包裹在一个路由器中。接下来，我们使用 Route 组件来定义不同的路由规则，每个 Route 组件都有一个 path 属性，表示当前路由规则匹配的 URL 路径。最后，我们使用 Link 组件创建了导航链接。

当用户点击导航链接时，react-router-dom 库会根据当前的 URL 路径来决定渲染哪个组件。在这个示例中，如果用户访问 /about 路径，将渲染 About 组件；如果用户访问 / 路径，将渲染 Home 组件。

总结

在这篇文章里，我们讨论了模块化、组件化、观察者模式、发布-订阅模式、装饰器模式和路由模式。每种模式都各有千秋。在实际开发过程中选择和使用这些设计模式时，我们应该根据项目需求和场景选择合适的设计模式并将其组合进行开发。

详解前端框架中的一些设计模式 ｜ 青训营

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