JavaScript策略模式

1 什么是策略模式

策略模式（Strategy Pattern）是一种行为型设计模式，它定义了一系列算法，将每个算法都封装起来，并且使它们可以相互替换。

策略模式让算法独立于使用它的客户而独立变化。

2 实现一个基础的策略模式

下面以计算奖金的例子来介绍策略模式。比如说，绩效为S的人年终奖有4倍工资，绩效为A的人年终奖有3倍工资，绩效为B的人年终奖为2倍工资。

根据上述条件，我们有如下的实现，编写一个名为calcBouns的函数来计算年终奖，很显然该函数需要接受两个参数：这个人的绩效等级以及他的工资数。

var calcBonus = function (level, salary) {
  if (level === "S") {
    return salary * 4;
  }
  if (level === "A") {
    return salary * 3;
  }
  if (level === "B") {
    return salary * 2;
  }
};

这段代码虽然简单，但是存在着一些缺点：
1、calcBonus函数包含了很多if-else语句，这些语句需要覆盖所有的逻辑分支
2、缺乏弹性，如果增加了一种新的绩效等级C，或者想把绩效S的奖金系数改为5，那我们必须深入函数的内部实现
3、算法的复用性差

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了解了以上代码的缺点之后，我们需要对这些代码进行重构。首先使用组合函数重构代码，我们将各种条件封装到每个函数中，使其可以被很好的复用，示例如下：

var levelS = function (salary) {
  return salary * 4;
};

var levelA = function (salary) {
  return salary * 3;
};

var levelB = function (salary) {
  return salary * 2;
};

var calcBonus = function (level, salary) {
  if (level === "S") {
    return levelS(salary);
  }
  if (level === "A") {
    return levelA(salary);
  }
  if (level === "B") {
    return levelB(salary);
  }
};

上面的代码将复用性得到了改善，但是calcBonus函数有可能会变得越来越庞大的问题没有解决，这时有更好的办法，就是使用策略模式来重构代码。

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一个基于策略模式的程序至少由两部分组成：

1. 一组策略类，策略类封装了具体的算法，并负责具体的计算过程
2. 环境类Context，Context接受客户的请求，随后把请求委托给某一个策略类。要做到这点，说明 Context中要维持对某个策略对象的引用

首先把每种绩效的计算规则都封装在对应的策略类里面：

var levelS = function () {};
levelS.prototype.calculate = function (salary) {
  return salary * 4;
};

var levelA = function () {};
levelA.prototype.calculate = function (salary) {
  return salary * 3;
};

var levelB = function () {};
levelB.prototype.calculate = function (salary) {
  return salary * 2;
};

然后定义一个奖金类Bouns：

var Bonus = function () {
  this.salary = null; // 原始工资
  this.strategy = null; // 绩效等级对应的策略对象
};

Bonus.prototype.setSalary = function (salary) {
  this.salary = salary; // 设置员工的原始工资
};

Bonus.prototype.setStrategy = function (strategy) {
  this.strategy = strategy; // 设置员工绩效等级对应的策略对象
};

Bonus.prototype.getBonus = function () {
  // 取得奖金数额
  return this.strategy.calculate(this.salary); // 把计算奖金的操作委托给对应的策略对象
};

现在我们来完成这个例子中剩下的代码。先创建一个bonus对象，并且给bonus对象设置员工的原始工资数额，接下来把某个计算奖金的策略对象也传入bonus对象内部保存起来。当调bonus.getBonus()来计算奖金的时候，bonus对象本身并没有能力进行计算，而是把请求委托给了之前保存好的策略对象：

var bonus = new Bonus(); // 创建Bonus实例对象
bonus.setSalary(1000); // 设置员工的初始工资

bonus.setStrategy(new levelS()); // 设置策略对象
console.log(bonus.getBonus()); // 输出：4000

bonus.setStrategy(new levelA()); // 设置策略对象
console.log(bonus.getBonus()); // 输出：3000

可以看到通过策略模式重构之后，代码变得更加清晰，各个类的职责更加鲜明。

3 Javascript中策略模式

在JavaScript语言中，函数也是对象，所以更简单和直接的做法是把计算规则直接定义为对象：

var level= {
  S: function (salary) {
    return salary * 4;
  },
  A: function (salary) {
    return salary * 3;
  },
  B: function (salary) {
    return salary * 2;
  },
};

依然用calcBonus函数充当环境类Context来接受用户的请求，代码结构更加简洁：

var calceBonus = function (level, salary) {
  return level[level](salary);
};

4 使用策略模式实现缓动动画

在JavaScript中实现动画效果，可以通过连续改变元素的某个CSS属性，比如left、top、background-position来实现动画效果。

例如，编写一个动画类和缓动算法，让正方形在页面中运动起来。下面是一些常见的缓动算法，这些算法都接受4个参数，这4个参数的含义分别是：动画已消耗的时间、原始位置、目标位置、动画持续的总时间，返回的值是动画元素应该处在的当前位置。

var tween = {
  linear: function (t, b, c, d) {
    return (c * t) / d + b;
  },
  easeIn: function (t, b, c, d) {
    return c * (t /= d) * t + b;
  },
  strongEaseIn: function (t, b, c, d) {
    return c * (t /= d) * t * t * t * t + b;
  },
  strongEaseOut: function (t, b, c, d) {
    return c * ((t = t / d - 1) * t * t * t * t + 1) + b;
  },
  sineaseIn: function (t, b, c, d) {
    return c * (t /= d) * t * t + b;
  },
  sineaseOut: function (t, b, c, d) {
    return c * ((t = t / d - 1) * t * t + 1) + b;
  },
};

现在来分析实现这个程序的思路。在运动开始之前，我们了解以下信息：

• 动画开始时，正方形所在的原始位置
• 正方形移动的目标位置
• 动画开始时的准确时间点
• 正方形运动持续的时间

随后，我们会用setInterval创建一个定时器，定时器每隔19ms循环一次。在定时器的每一帧里，我们会把动画已消耗的时间、正方形原始位置、正方形目标位置和动画持续的总时间等信息传入缓动算法。该算法会通过这几个参数，计算出正方形当前应该所在的位置。最后再更新该div对应的CSS属性，正方形就能够顺利地运动起来了。

现在我们开始编写完整的代码，首先在页面中放置一个div

<div class="div1">橘猫吃不胖div>

.div1 {
  position: absolute;
  width: 100px;
  height: 100px;
  background-color: orange;
}

接下来定义Animate类，Animate的构造函数接受一个参数：即将运动起来的dom节点。Animate类的代码如下：

var Animate = function (dom) {
  this.dom = dom; // 进行运动的dom节点
  this.startTime = 0; // 动画开始时间
  this.startPos = 0; // 动画开始时，dom的初始位置
  this.endPos = 0; // 动画结束时，dom的目标位置
  this.propertyName = null; // dom节点需要被改变的css属性名
  this.easing = null; // 缓动算法
  this.duration = null; // 动画持续时间
};

接下来定义Animate.prototype.start方法，它负责启动这个动画，在动画被启动的瞬间，要记录一些信息，供缓动算法在以后计算小球当前位置的时候使用。在记录完这些信息之后，此方法还要负责启动定时器。代码如下：

// propertyName：要改变的CSS属性名，比如'left'、'top'，分别表示左右移动和上下移动
// endPos：正方形运动的目标位置
// duration：动画持续时间。
// easing：缓动算法。
Animate.prototype.start = function (propertyName, endPos, duration, easing) {
  this.startTime = +new Date(); // 动画启动时间
  this.startPos = this.dom.getBoundingClientRect()[propertyName]; // dom节点初始位置
  this.propertyName = propertyName; // dom节点需要被改变的CSS属性名
  this.endPos = endPos; // dom节点目标位置
  this.duration = duration; // 动画持续事件
  this.easing = tween[easing]; // 缓动算法

  var self = this;
  var timeId = setInterval(function () {
    // 启动定时器，开始执行动画
    if (self.step() === false) {
      // 如果动画已结束，则清除定时器
      clearInterval(timeId);
    }
  }, 19);
};

然后是定义Animate.prototype.step方法，该方法代表正方形运动的每一帧要做的事情。在此处，这个方法负责计算小球的当前位置，和调用更新CSS属性值的方法Animate.prototype.update。

// 定义正方形每一帧要做的事情
Animate.prototype.step = function () {
  var time = +new Date(); // 取得当前时间
  // 如果当前时间>动画开始时间+动画持续时间，说明动画已经结束了
  // 此时修正正方形的位置就可以了
  if (time >= this.startTime + this.duration) {
    this.update(this.endPos); // 更新正方形的CSS属性值
    return false; // 清除定时器标识
  }
  // 如果动画没有结束，根据缓动动画计算正方形的位置
  var pos = this.easing(
    time - this.startTime,
    this.startPos,
    this.endPos - this.startPos,
    this.duration
  );
  // pos为正方形当前位置
  this.update(pos); // 更新正方形的CSS属性值
};

更新CSS属性的方法：

// 更新正方形CSS属性
Animate.prototype.update = function (pos) {
  this.dom.style[this.propertyName] = pos + "px";
};

到这里缓动动画的实现就结束了，我们在页面中实验一下：

var div = document.querySelector(".div1");
var animate = new Animate(div);
// 2s内向右移动500px
animate.start("left", 500, 2000, "strongEaseOut");

5 使用策略模式实现表单校验

假设我们正在编写一个注册的页面，在点击注册按钮之前，有如下几条校验逻辑：

• 用户名不能为空
• 密码长度不能少于6位
• 手机号码必须符合格式

首先是一版没有引入策略模式的代码：

<form id="registerForm">
  请输入用户名： 请输入密码： 请输入手机号码：
  <button>提交button>
form>

var registerForm = document.getElementById("registerForm");

registerForm.onsubmit = function () {
  if (registerForm.userName.value === "") {
    alert("用户名不能为空");
    return false;
  }
  if (registerForm.password.value.length < 6) {
    alert("密码长度不能少于 6 位");
    return false;
  }
  if (!/(^1[3|5|8][0-9]{9}$)/.test(registerForm.phoneNumber.value)) {
    alert("手机号码格式不正确");
    return false;
  }
};

这段代码的缺点跟计算奖金的最初版本一模一样，接下来我们使用策略模式来重构代码。首先我们要把这些校验逻辑都封装成策略对象：

var strategies = {
  isNonEmpty: function (value, errorMsg) {
    // 字段不为空
    if (value === "") {
      return errorMsg;
    }
  },
  minLength: function (value, length, errorMsg) {
    // 输入内容限制最小长度
    if (value.length < length) {
      return errorMsg;
    }
  },
  isMobile: function (value, errorMsg) {
    // 手机号码格式是否正确
    if (!/(^1[3|5|8][0-9]{9}$)/.test(value)) {
      return errorMsg;
    }
  },
};

接下来我们实现环境类Context，也就是Validator类，它负责接收用户的请求并委托给strategy对象。

var Validator = function () {
  this.cache = []; // 保存校验规则
};

// 通过add添加校验方法
// dom；参与校验的表单dom，即表单字段
// rule：当前表单字段的校验规则
// errorMsg：校验未通过时返回的错误信息
Validator.prototype.add = function (dom, rule, errorMsg) {
  // rule接收xxxx:xx的形式的字符串
  var ary = rule.split(":"); // 把strategy和参数分开
  this.cache.push(function () {
    // 把校验的步骤用空函数包装起来，并且放入cache
    var strategy = ary.shift(); // 用户挑选的strategy
    ary.unshift(dom.value); // 把表单项的value添加进参数列表
    ary.push(errorMsg); // 把errorMsg添加进参数列表
    return strategies[strategy].apply(dom, ary);
  });
};

// 启动校验规则
Validator.prototype.start = function () {
  // 根据校验规则的数量，挨个检验
  for (var i = 0, validatorFunc; (validatorFunc = this.cache[i++]); ) {
    var msg = validatorFunc(); // 开始校验，并取得校验后的返回信息
    if (msg) {
      // 如果有确切的返回值，说明校验没有通过
      return msg;
    }
  }
};

到这里就使用策略模式改写完成了，接下来使用一下，给提交按钮绑定submit事件，其中包含校验表单的逻辑：

// 提交表单时校验每个字段
var validataFunc = function () {
  var validator = new Validator(); // 创建一个validator对象

  // 添加一些校验规则
  validator.add(registerForm.userName, "isNonEmpty", "用户名不能为空");
  validator.add(
    registerForm.password,
    "minLength:6",
    "密码长度不能少于 6 位"
  );
  validator.add(
    registerForm.phoneNumber,
    "isMobile",
    "手机号码格式不正确"
  );

  var errorMsg = validator.start(); // 获得校验结果
  return errorMsg; // 返回校验结果
};

var registerForm = document.getElementById("registerForm");
registerForm.onsubmit = function () {
  var errorMsg = validataFunc(); // 如果errorMsg有确切的返回值，说明未通过校验
  if (errorMsg) {
    alert(errorMsg);
    return false; // 阻止表单提交
  }
};