最近打算系统的学习javascript设计模式,以便自己在开发中遇到问题可以按照设计模式提供的思路进行封装,这样可以提高开发效率并且可以预先规避很多未知的问题。
先从最基本的单例模式开始。
什么是单例模式:
单例模式,从名字拆分来看,单指的是一个,例是实例,意思是说多次通过某个类创造出来实例始终只返回同一个实例,它限制一个类只能有一个实例。单例模式主要是为了解决对象的创建问题。单例模式的特点:
一个类只有一个实例
对外提供唯一的访问接口
在一些以类为核心的语言中,例如java,每创建一个对象就必须先定义一个类,对象是从类创建而来。js是一门无类(class-free)的语言,在js中创建对象的方法非常简单,不需要先定义类即可创建对象。
在js中,单例模式是一种常见的模式,例如浏览器中提供的window对象,处理数字的Math对象。
单例模式的实现
1. 对象字面量
在js中实现单例最简单的方式是创建对象字面量,字面量对象中可以包含多个属性和方法。
var mySingleton = { attr1:1, attr2:2, method:function (){ console.log("method"); } }
以上创建一个对象,放在全局中,就可以在任何地方访问,要访问对象中的属性和方法,必须通过mySingleton这个对象,也就是说提供了唯一一个访问接口。
2. 使用闭包私有化
扩展mySingleton对象,添加私有的属性和方法,使用闭包的形式在其内部封装变量和函数声明,只暴露公共成员和方法。
var mySingleton = (function (){ //私有变量 var privateVal = '我是私有变量'; //私有函数 function privateFunc(){ console.log('我是私有函数'); } return { attr1:1, attr2:2, method:function (){ console.log("method"); privateFunc(); } } })()
把privateVal和privateVal被封装在闭包产生的作用域中,外界访问不到这两个变量,这避免了对全局命名污染。
3.惰性单例
无论使用对象字面量或者闭包私有化的方式创建单例,都是在脚本一加载就被创建。有时候页面可能不会用到这个单例对象,这样就会造成资源浪费。对于这种情况,最佳处理方式是使用惰性单例,也就是在需要这个单例对象时再初始化。
var mySingleton = (function (){ function init(){ //私有变量 var privateVal = '我是私有变量'; //私有函数 function privateFunc(){ console.log('我是私有函数'); } return { attr1:1, attr2:2, method(){ console.log("method"); privateFunc(); } } } //用来保存创建的单例对象 var instance = null; return { getInstance (){ //instance没有存值,就执行函数得到对象 if(!instance){ instance = init(); } //instance存了值,就返回这个对象 return instance; } } })();//得到单例对象var singletonObj1 = mySingleton.getInstance();var singletonObj2 = mySingleton.getInstance();console.log( singletonObj1 === singletonObj2 ); //true
程序执行后,将创建单例对象的代码封装到init函数中,只暴露了获取单例对象的函数getInstance。当有需要用到时,通过调用函数mySingleton.getInstance()得到单例对象,同时使用instance将对象缓存起来,再次调用mySingleton.getInstance()后得到的是同一个对象,这样通过一个函数不会创建多个对象,起到节省资源的目的。
4. 使用构造函数
可以使用构造函数的方式,创造单例对象:
function mySingleton(){ //如果缓存了实例,则直接返回 if (mySingleton.instance) { return mySingleton.instance; } //当第一次实例化时,先缓存实例 mySingleton.instance = this; } mySingleton.prototype.otherFunc = function (){ console.log("原型上其他方法"); }var p1 = new mySingleton();var p2 = new mySingleton();console.log( p1 === p2 ); //true
当第一次使用new调用函数创建实例时,通过函数的静态属性mySingleton.instance把实例缓存起来,在第二次用new调用函数,判断实例已经缓存过了,直接返回,那么第一次得到的实例p1和第二次得到的实例p2是同一个对象。这样符合单例模式的特点:一个类只能有一个实例。
这样做有一个问题,暴露了可以访问缓存实例的属性mySingleton.instance,这个属性的值可以被改变:
var p1 = new mySingleton();//改变mySingleton.instance的值//mySingleton.instance = null;//或者mySingleton.instance = {};var p2 = new mySingleton();console.log( p1 === p2 ); //false
改变了mySingleton.instance值后,再通过new调用构造函数创建实例时,又会重新创建新的对象,那么p1和p2就不是同一个对象,违反了单例模式一个类只能有一个实例。
闭包中的实例
不使用函数的静态属性缓存实例,而是重新改写构造函数:
function mySingleton(){ //缓存当前实例 var instance = this; //执行完成后改写构造函数 mySingleton = function (){ return instance; } //其他的代码 instance.userName = "abc"; } mySingleton.prototype.otherFunc = function (){ console.log("原型上其他方法"); }var p1 = new mySingleton();var p2 = new mySingleton();console.log( p1 === p2 ); //true
第一次使用new调用函数创建实例后,在函数中创建instance用来缓存实例,把mySingleton改写为另一个函数。如果再次使用new调用函数后,利用闭包的特性,返回了缓存的对象,所以p1和p2是同一个对象。
这样虽然也可以保证一个类只返回一个实例,但注意,第二次再次使用new调用的构造函数是匿名函数,因为mySingleton已经被改写:
//第二次new mySingleton()时这个匿名函数才是真正的构造函数mySingleton = function (){ return instance; }
再次给原mySingleton.prototype上添加是属性,实际上这是给匿名函数的原型添加了属性:
var p1 = new mySingleton();//再次给mySingleton的原型上添加属性mySingleton.prototype.addAttr = "我是新添加的属性";var p2 = new mySingleton();console.log(p2.addAttr); //undefined
对象p2访问属性addAttr并没有找到。通过一个构造函数构造出来的实例并不能访问原型上的方法或属性,这是一种错误的做法,还需要继续改进。
function mySingleton(){ var instance; //改写构造函数 mySingleton = function (){ return instance; } //把改写后构造函数的原型指向this mySingleton.prototype = this; //constructor改写为改写后的构造函数 mySingleton.prototype.constructor = mySingleton; //得到改写后构造函数创建的实例 instance = new mySingleton; //其他的代码 instance.userName = "abc"; //显示的返回改写后构造函数创建的实例 return instance; } mySingleton.prototype.otherFunc = function (){ console.log("原型上其他方法"); }var p1 = new mySingleton();//再次给mySingleton的原型上添加属性mySingleton.prototype.addAttr = "我是新添加的属性";var p2 = new mySingleton();console.log(p2.addAttr); //'我是新添加的属性'console.log( p1 === p2 ); //true
以上代码主要做了以下几件事:
改写mySingleton函数为匿名函数
改写mySingleton的原型为第一次通过new创建的实例
因为改写了prototype,要把constructor指回mySingleton
显式返回通过改写后mySingleton构造函数构造出的实例
无论使用多少次new调用mySingleton这个构造函数,都返回同一个对象,并且这些对象都共享同一个原型。
实践单例模式
1. 使用命名空间
根据上述,在js中创建一个对象就是一个单例,把一类的方法和属性放在对象中,都通过提供的全局对象访问。
var mySingleton = { attr1:1, attr2:2, method:function (){ console.log("method"); } }
这样的方式耦合度极高,例如:要给这个对象添加属性:
mySingleton.width = 1000; //添加一个属性//添加一个方法会覆盖原有的方法mySingleton.method = function(){};
如果在多人协作中,这样添加属性的方式经常出现被覆盖的危险,可以采用命名空间的方式解决。
//A同学mySingleton.a = {}; mySingleton.a.method = function(){}//访问mySingleton.a.method();//B同学mySingleton.b = {}; mySingleton.b.method = function(){}//访问mySingleton.b.method();
都在自己的命名空间中,覆盖的几率会很小。
可以封装一个动态创建命名空间的通用方法,这样在需要独立的命名空间时只需要调用函数即可。
mySingleton.namespace = function(name){ var arr = name.split("."); //存一下对象 var currentObj = mySingleton; for( var i = 0; i < arr.length; i++ ){ //如果对象中不存在,则赋值添加属性 if(!currentObj[arr[i]]){ currentObj[arr[i]] = {}; } //把变量重新赋值,便于循环继续创建命名空间 currentObj = currentObj[arr[i]] } }//创建命名空间mySingleton.namespace("bom"); mySingleton.namespace("dom.style");
以上调用函数生成命名空间的方式代码等价于:
mySingleton.bom = {}; mySingleton.dom = {}; mySingleton.dom.style = {};
2. 单例登录框
使用面向对象实现一个登录框,在点击登录按钮后登录框被append到页面中,点击关闭就将登录框从页面中remove掉,这样频繁的操作DOM不合理也不是必要的。
只需要在点击关闭时隐藏登录框,再次点击按钮后,只需要show出来即可。
页面中只放一个按钮:
<input type="button" value="登录" id="loginBtn" />
js实现:
function Login(){ var instance; Login = function(){ return install; } Login.prototype = this; install = new Login; install.init(); return install; } Login.prototype.init = function(){ //得到登录框元素 this.Login = this.createHtml(); document.body.appendChild(this.Login); //绑定事件 this.addEvent(); } Login.prototype.createHtml = function(){ var LoginDiv = document.createElement("div"); LoginDiv.className = "box"; var html = `<input type="button" value="关闭弹框" class="close" /><p>这里做登录</p>` LoginDiv.innerHTML = html; return LoginDiv; } Login.prototype.addEvent = function(){ var close = this.Login.querySelector(".close"); var _this = this; close.addEventListener("click",function(){ _this.Login.style.display = 'none'; }) } Login.prototype.show = function(){ this.Login.style.display = 'block'; }//点击页面中的按钮var loginBtn = document.querySelector("#loginBtn"); loginBtn.onclick = function(){ var login = new Login(); //每次让登录框出现即可 login.show(); }
上面的代码根据单例模式的使用构造函数来实现的。这样在一开始生成了一个对象,之后使用的都是同一个对象。
总结
单例模式是一种非常实用的模式,特别是懒性单例技术,在合适时候创建对象,并且只创建唯一一个,这样减少不必要的内存消耗。
http://www.cnblogs.com/floatboy/p/singleton.html