《JavaScript 设计模式核心原理与应用实践》笔记。

设计原则

设计原则是设计模式的指导理论，它可以帮助我们规避不良的软件设计。SOLID 指代的五个基本原则分别是：

• 单一功能原则（Single Responsibility Principle）
• 开放封闭原则（Opened Closed Principle）
• 里式替换原则（Liskov Substitution Principle）
• 接口隔离原则（Interface Segregation Principle）
• 依赖反转原则（Dependency Inversion Principle）

单一功能原则

• 定义：该原则是面向对象设计的基本原则之一，由Robert C. Martin在其著作《敏捷软件开发：原则、模式和实践》中提出。

• 核心思想：一个类或模块应该有且只有一个职责，即一个类应该只负责一项任务或功能。

• 原因：通过限制类的职责范围，可以降低类的复杂性，提高代码的可读性和可维护性。

• 好处

  • 降低耦合：当类的职责单一时，类与类之间的依赖关系更简单，修改一个类时对其他类的影响减小。
  • 增强可测试性：单一职责的类更容易编写单元测试，因为它们的行为更专注，边界更清晰。
  • 提高可扩展性：如果需要添加新功能，可以创建新的类而不是修改已有的类，避免破坏原有的代码结构。
  • 减少变更风险：当需求变化时，只需要改动相关联的单一职责类，降低了出错的可能性。

• 应用：在实际编程中，这意味着应避免在类中混合不同的业务逻辑，如将数据访问、业务规则和用户界面逻辑放在同一个类中。

• 重构技巧：识别职责并进行分离，创建专门的类或模块来处理每个职责，确保每个组件都有明确的边界。

遵循单一职责原则有助于创建更加灵活、可复用和易于理解的代码库。

开放封闭原则

• 定义：开放封闭原则是面向对象设计的另一基本原则，同样出自Robert C. Martin的著作。它指出软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改封闭。

• 核心思想：对扩展开放：软件设计应允许通过增加新代码来应对变化，以提供新的行为或功能，而不需要修改现有的、经过验证的代码。 对修改封闭：一旦软件组件被测试并发布，就不应该再因为新增功能而对其进行修改，以防止引入错误或破坏现有功能。

• 目的：

  • 提高灵活性：使得系统能够容易地适应需求变化，增加新的功能而不影响已有代码的稳定性。
  • 减少风险：修改现有代码可能引入错误，遵守OCP可以最小化这种风险。
  • 促进复用：设计为可扩展的组件更易于在不同上下文中复用。

• 实现策略：

  • 抽象与接口：使用抽象类或接口定义一个稳定的合同，具体实现可以根据需求变化而变化，不改变接口定义。
  • 继承与多态：通过继承实现具体功能的多样化，同时利用多态确保新功能可以在不修改原有代码的情况下插入系统。
  • 依赖倒置：高层模块不应依赖于低层模块，两者都应依赖于抽象；抽象不应该依赖于细节，细节应该依赖于抽象。这有助于实现OCP。

• 案例：假设有一个支付系统，最初只支持信用卡支付。遵循OCP，可以设计一个PaymentMethod接口，初始实现为CreditCardPayment类。当需要添加支付宝支付功能时，只需创建一个新的AlipayPayment类实现PaymentMethod接口，无需修改原有的信用卡支付代码。

开放封闭原则鼓励设计者在面对需求变化时，优先考虑通过扩展而非修改现有代码来满足新需求，从而提升软件的长期可维护性和灵活性。

里式替换原则

• 定义：由芭芭拉·利斯科夫（Barbara Liskov）提出，是面向对象设计的五大原则之一。LSP表明，在面向对象设计中，子类型（subtype）必须能够替换其基类型（supertype）而不影响程序的正确性。

• 核心思想：

  • 子类型兼容：子类应当能够替换其父类并在不改变程序正确性的前提下工作。换句话说，使用基类的地方，可以无缝地使用子类实例而无需了解这种替换。
  • 行为一致性：子类不仅需要保持父类的行为约定，还不能减少父类已经承诺的职责，即子类不能去掉父类已经实现的方法或者改变这些方法的预期行为。

• 目的与好处：

  • 增强代码健壮性：确保子类不会破坏父类在系统中的使用，增强了系统的稳定性和可靠性。
  • 提高可维护性：允许在不修改现有客户端代码的情况下引入新的子类，简化了维护和升级过程。
  • 促进设计灵活性：鼓励设计更为抽象的基类和符合契约的子类，便于未来的扩展和修改。

• 应用指南：

  • 设计时考虑契约：明确父类接口所表达的契约（前置条件、后置条件和不变量），子类必须遵守这些契约。
  • 避免过度特定化：子类应谨慎添加新行为，确保新行为不会违背基类的设计意图。
  • 利用多态而非类型检查：利用抽象和多态机制，而不是显式的类型检查，来决定对象的行为。

• 违反后果：如果子类没有正确实现LSP，可能会导致运行时错误，比如原本在父类中正常工作的代码，在使用子类时出现问题，这会降低代码的可预测性和稳定性。

里式替换原则是实现面向对象设计中“开闭原则”的重要手段，它强调了在继承结构中保持行为一致性和兼容性的重要性，是确保软件模块间松耦合、高内聚的关键原则之一。

接口隔离原则

• 定义：ISP原则是由罗伯特·C·马丁（Robert C. Martin）提出的，它主张客户端不应该被迫依赖它不需要的接口。换句话说，应该将庞大而臃肿的接口拆分成更小、更具体的接口，使得客户端仅依赖于它们真正需要的方法。

• 核心思想：

  • 接口分组：将相关的操作组合成小的、针对性的接口，而不是创建一个包含所有可能方法的大接口。
  • 减少依赖：客户端只依赖那些它实际使用的方法，避免了“胖接口”导致的不必要的耦合。
  • 提高灵活性：允许接口的消费者选择合适的接口，使得系统更易于扩展和维护。

• 目的：

  • 降低耦合：通过减少不必要的依赖，提高了模块之间的独立性。
  • 提高可重用性：更细粒度的接口可以更好地适应不同场景，增加代码的复用可能性。
  • 易于理解和维护：小接口比大接口更易于理解和测试。

• 应用：

  • 接口拆分：分析接口的使用者，根据它们的需求将大接口拆分成小接口。
  • 避免上帝接口：避免创建一个“无所不能”的接口，它包含了各种不相关的功能。
  • 关注点分离：确保接口的职责单一，每个接口专注于特定的业务领域或功能。

• 违反后果：如果一个类实现了大而全的接口，但只使用了其中一部分方法，那么这个类就不得不依赖于它不需要的其他方法，这增加了维护成本，也限制了未来的灵活性。

接口隔离原则鼓励设计更加灵活、可扩展的系统，通过最小化接口的粒度来优化代码结构，提高软件设计的质量。

依赖反转原则

• 定义：依赖反转原则是面向对象设计的基本原则之一，由Robert C. Martin提出。它指出高层次的模块不应该依赖于低层次的模块，它们都应该依赖于抽象；抽象不应该依赖于具体实现，而是具体实现应该依赖于抽象。

• 核心思想：

  • 依赖抽象：高层次的模块（如业务逻辑）依赖于抽象接口或抽象类，而不是具体实现。
  • 控制反转：依赖关系的控制权从调用者转移到了被调用者，即不再由调用者直接创建被调用者的实例，而是通过依赖注入等方式来实现。

• 目的：

  • 降低耦合：通过依赖抽象而不是具体实现，降低了模块间的耦合度。
  • 提高可扩展性：当需要更换或添加新实现时，无需修改原有高层模块，只需调整依赖的抽象接口实现。
  • 增强可测试性：依赖注入使得测试变得更加容易，因为可以轻松替换依赖项以进行单元测试。

• 实现方式：

  • 使用接口或抽象类：定义接口或抽象类作为高层次模块的依赖。
  • 依赖注入：通过构造函数注入、属性注入或服务定位器等方式将依赖的实现传递给高层次模块。
  • 依赖反转容器：使用IoC（Inversion of Control）容器，如Spring框架，自动管理对象的创建和依赖关系。

• 反模式：当高层次模块直接依赖于低层次模块的具体实现，而不是依赖于抽象，这会增加耦合，降低代码的灵活性和可维护性。

• 应用示例：在设计一个图形用户界面时，高层次的业务逻辑层不应直接依赖于特定的数据库访问类，而应该依赖于一个数据库访问的接口。这样，当需要更换数据库或更改数据库访问方式时，只需修改低层次的实现，而无需改动业务逻辑层。

依赖反转原则是实现“开闭原则”的关键，它促进了模块间的解耦，提高了代码的可复用性和可维护性。

注意

在JavaScript设计模式中，主要用到的是单一功能原则（Single Responsibility Principle）和依赖反转原则（Dependency Inversion Principle）。

设计模式

其实就是指二十年前 GOF 提出的最经典的23种设计模式。二十年前，四位程序员前辈（Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson & John Vlissides）通过编写《设计模式：可复用面向对象软件的基础》这本书，阐述了设计模式领域的开创性成果。在这本书中，将23种设计模式按照“创建型”、“行为型”和“结构型”进行划分，其中带 * 号的是接下来要学习的，也是开发中最常用的：