策略模式实现动态表单验证
发布于 1 个月前 作者 yan 45 次浏览

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作者:前端下午茶 公号 / SHERlocked93

策略模式 (Strategy Pattern)又称政策模式,其定义一系列的算法,把它们一个个封装起来,并且使它们可以互相替换。封装的策略算法一般是独立的,策略模式根据输入来调整采用哪个算法。关键是策略的 实现和使用分离

注意: 本文可能用到一些编码技巧比如 IIFE(Immediately Invoked Function Expression, 立即调用函数表达式),ES6 的语法 let/const、箭头函数、rest 参数,短路运算符 等,如果还没接触过可以点击链接稍加学习 ~

1. 你曾见过的策略模式

现在电子产品种类繁多,尺寸多种多样,有时候你会忍不住想拆开看看里面啥样(想想小时候拆的玩具车还有遥控器),但是螺丝规格很多,螺丝刀尺寸也不少,如果每碰到一种规格就买一个螺丝刀,家里就得堆满螺丝刀了。所以现在人们都用多功能的螺丝刀套装,螺丝刀把只需要一个,碰到不同规格的螺丝只要换螺丝刀头就行了,很方便,体积也变小很多。

再举个栗子,一辆车的轮胎有很多规格,在泥泞路段开的多的时候可以用泥地胎,在雪地开得多可以用雪地胎,高速公路上开的多的时候使用高性能轮胎,针对不同使用场景更换不同的轮胎即可,不需更换整个车。

这些都是策略模式的实例,螺丝刀/车属于封装上下文,封装和使用不同的螺丝刀头/轮胎,螺丝刀头/轮胎这里就相当于策略,可以根据需求不同来更换不同的使用策略。

在这些场景中,有以下特点:

  • 螺丝刀头/轮胎(策略)之间相互独立,但又可以相互替换;
  • 螺丝刀/车(封装上下文)可以根据需要的不同选用不同的策略;

2. 实例的代码实现

具体的例子我们用编程上的例子来演示,比较好量化。

场景是这样的,某个电商网站希望举办一个活动,通过打折促销来销售库存物品,有的商品满 100 减 30,有的商品满 200 减 80,有的商品直接8折出售(想起被双十一支配的恐惧),这样的逻辑交给我们,我们要怎样去实现呢。

function priceCalculate(discountType, price) { 

    if (discountType === 'minus100_30') {           // 满100减30 

        return price - Math.floor(price / 100) * 30 

    } 

    else if (discountType === 'minus200_80') {  // 满200减80 

        return price - Math.floor(price / 200) * 80 

    } 

    else if (discountType === 'percent80') {    // 8折 

        return price * 0.8 

    } 

} 

priceCalculate('minus100_30', 270)    // 输出: 210 

priceCalculate('percent80', 250)      // 输出: 200 

通过判断输入的折扣类型来计算计算商品总价的方式,几个 if-else 就满足了需求,但是这样的做法的缺点也很明显: priceCalculate  函数随着折扣类型的增多,  if-else  判断语句会变得越来越臃肿;

  • 如果增加了新的折扣类型或者折扣类型的算法有所改变,那么需要更改  priceCalculate  函数的实现,这是违反开放-封闭原则的;
  • 可复用性差,如果在其他的地方也有类似这样的算法,但规则不一样,上述代码不能复用;

我们可以改造一下,将计算折扣的 算法部分提取出来 保存为一个对象,折扣的 类型作为 key ,这样索引的时候 通过对象的键值索引调用具体的算法

const DiscountMap = { 

    minus100_30: function(price) { 

        return price - Math.floor(price / 100) * 30 

    }, 

    minus200_80: function(price) { 

        return price - Math.floor(price / 200) * 80 

    }, 

    percent80: function(price) { 

        return price * 0.8 

    } 

} 

/* 计算总售价*/ 

function priceCalculate(discountType, price) { 

    return DiscountMap[discountType] && DiscountMap[discountType](price) 

} 

priceCalculate('minus100_30', 270) 

priceCalculate('percent80', 250) 

// 输出: 210 

// 输出: 200 

这样 算法的实现和算法的使用就被分开了 ,想添加新的算法也变得十分简单:

DiscountMap.minus150_40 = function(price) { 

    return price - Math.floor(price / 150) * 40 

} 

如果你希望计算算法隐藏起来,那么可以借助 IIFE 使用闭包的方式,这时需要添加增加策略的入口,以方便扩展:

const PriceCalculate = (function() { 

    /* 售价计算方式 */ 

    const DiscountMap = { 

        minus100_30: function(price) {      // 满100减30 

            return price - Math.floor(price / 100) * 30 

        }, 

        minus200_80: function(price) {      // 满200减80 

            return price - Math.floor(price / 200) * 80 

        }, 

        percent80: function(price) {        // 8折 

            return price * 0.8 

        } 

    } 

    return { 

        priceClac: function(discountType, price) { 

            return DiscountMap[discountType] && DiscountMap[discountType](price) 

        }, 

        addStrategy: function(discountType, fn) {        // 注册新计算方式 

            if (DiscountMap[discountType]) return 

            DiscountMap[discountType] = fn 

        } 

    } 

})() 

PriceCalculate.priceClac('minus100_30', 270)    // 输出: 210 

PriceCalculate.addStrategy('minus150_40', function(price) { 

    return price - Math.floor(price / 150) * 40 

}) 

PriceCalculate.priceClac('minus150_40', 270)    // 输出: 230 

这样算法就被隐藏起来,并且预留了增加策略的入口,便于扩展。

3. 策略模式的通用实现

根据上面的例子提炼一下策略模式,折扣计算方式可以被认为是策略(Strategy),这些策略之间可以相互替代,而具体折扣的计算过程可以被认为是封装上下文(Context),封装上下文可以根据需要选择不同的策略。

主要有下面几个概念:

  • Context  :封装上下文,根据需要调用需要的策略,屏蔽外界对策略的直接调用,只对外提供一个接口,根据需要调用对应的策略;
  • Strategy  :策略,含有具体的算法,其方法的外观相同,因此可以互相代替;
  • StrategyMap  :所有策略的合集,供封装上下文调用;

结构图如下:

下面使用通用化的方法实现一下。

const StrategyMap = {} 

function context(type, ...rest) { 

    return StrategyMap[type] && StrategyMap[type](...rest) 

} 

StrategyMap.minus100_30 = function(price) {  

      return price - Math.floor(price / 100) * 30 

} 

context('minus100_30', 270)            // 输出: 210 

通用实现看起来似乎比较简单,这里分享一下项目实战。

4. 实战中的策略模式

4.1 表格 formatter

这里举一个 Vue + ElementUI 项目中用到的例子,其他框架的项目原理也类似,和大家分享一下。

Element 的表格控件的 Column 接受一个 formatter 参数,用来格式化内容,其类型为函数,并且还可以接受几个特定参数,像这样: Function(row,column,cellValue,index)

以文件大小转化为例,后端经常会直接传 bit 单位的文件大小,那么前端需要根据后端的数据,根据需求转化为自己需要的单位的文件大小,比如 KB/MB。

首先实现文件计算的算法:

export const StrategyMap = { 

    /* Strategy 1: 将文件大小(bit)转化为 KB */ 

    bitToKB: val => { 

        const num = Number(val) 

        return isNaN(num) ? val : (num / 1024).toFixed(0) + 'KB' 

    }, 

    /* Strategy 2: 将文件大小(bit)转化为 MB */ 

    bitToMB: val => { 

        const num = Number(val) 

        return isNaN(num) ? val : (num / 1024 / 1024).toFixed(1) + 'MB' 

    } 

} 

/* Context: 生成el表单 formatter */ 

const strategyContext = function(type, rowKey){  

  return function(row, column, cellValue, index){ 

      StrategyMap[type](row[rowKey]) 

  } 

} 

export default strategyContext 

那么在组件中我们可以直接:

<template> 

    <el-table :data="tableData"> 

        <el-table-column prop="date" label="日期"></el-table-column> 

        <el-table-column prop="name" label="文件名"></el-table-column> 

        <!-- 直接调用 strategyContext --> 

        <el-table-column prop="sizeKb" label="文件大小(KB)" 

                         :formatter='strategyContext("bitToKB", "sizeKb")'> 

        </el-table-column> 

        <el-table-column prop="sizeMb" label="附件大小(MB)" 

                         :formatter='strategyContext("bitToMB", "sizeMb")'> 

        </el-table-column> 

    </el-table> 

</template> 

<script type='text/javascript'> 

    import strategyContext from './strategyContext.js' 

    export default { 

        name: 'ElTableDemo', 

        data() { 

            return { 

                strategyContext, 

                tableData: [ 

                    { date: '2019-05-02', name: '文件1', sizeKb: 1234, sizeMb: 1234426 }, 

                    { date: '2019-05-04', name: '文件2', sizeKb: 4213, sizeMb: 8636152 }] 

            } 

        } 

    } 

</script> 

<style scoped></style> 

代码实例可以参看 codepen - 策略模式实战

运行结果如下图:

4.2 表单验证

除了表格中的 formatter 之外,策略模式也经常用在表单验证的场景,这里举一个 Vue + ElementUI 项目的例子,其他框架同理。

ElementUI 的 Form 表单 具有表单验证功能,用来校验用户输入的表单内容。实际需求中表单验证项一般会比较复杂,所以需要给每个表单项增加 validator 自定义校验方法。

我们可以像官网示例一样把表单验证都写在组件的状态 data 函数中,但是这样就不好复用使用频率比较高的表单验证方法了,这时我们可以结合策略模式和函数柯里化的知识来重构一下。首先我们在项目的工具模块(一般是 utils 文件夹)实现通用的表单验证方法:

// src/utils/validates.js 

/* 姓名校验 由2-10位汉字组成 */ 

export function validateUsername(str) { 

    const reg = /^[\u4e00-\u9fa5]{2,10}$/ 

    return reg.test(str) 

} 

/* 手机号校验 由以1开头的11位数字组成  */ 

export function validateMobile(str) { 

    const reg = /^1\d{10}$/ 

    return reg.test(str) 

} 

/* 邮箱校验 */ 

export function validateEmail(str) { 

    const reg = /^[a-zA-Z0-9_-]+@[a-zA-Z0-9_-]+(\.[a-zA-Z0-9_-]+)+$/ 

    return reg.test(str) 

} 

然后在 utils/index.js 中增加一个柯里化方法,用来生成表单验证函数:

// src/utils/index.js 

import * as Validates from './validates.js' 

/* 生成表格自定义校验函数 */ 

export const formValidateGene = (key, msg) => (rule, value, cb) => { 

    if (Validates[key](value)) { 

        cb() 

    } else { 

        cb(new Error(msg)) 

    } 

} 

上面的 formValidateGene 函数接受两个参数,第一个是验证规则,也就是 src/utils/validates.js 文件中提取出来的通用验证规则的方法名,第二个参数是报错的话表单验证的提示信息。

<template> 

    <el-form ref="ruleForm" 

             label-width="100px" 

             class="demo-ruleForm" 

             :rules="rules" 

             :model="ruleForm"> 

        <el-form-item label="用户名" prop="username"> 

            <el-input v-model="ruleForm.username"></el-input> 

        </el-form-item> 

        <el-form-item label="手机号" prop="mobile"> 

            <el-input v-model="ruleForm.mobile"></el-input> 

        </el-form-item> 

        <el-form-item label="邮箱" prop="email"> 

            <el-input v-model="ruleForm.email"></el-input> 

        </el-form-item> 

    </el-form> 

</template> 

<script type='text/javascript'> 

    import * as Utils from '../utils' 

    export default { 

        name: 'ElTableDemo', 

        data() { 

            return { 

                ruleForm: { pass: '', checkPass: '', age: '' }, 

                rules: { 

                    username: [{ 

                        validator: Utils.formValidateGene('validateUsername', '姓名由2-10位汉字组成'), 

                        trigger: 'blur' 

                    }], 

                    mobile: [{ 

                        validator: Utils.formValidateGene('validateMobile', '手机号由以1开头的11位数字组成'), 

                        trigger: 'blur' 

                    }], 

                    email: [{ 

                        validator: Utils.formValidateGene('validateEmail', '不是正确的邮箱格式'), 

                        trigger: 'blur' 

                    }] 

                } 

            } 

        } 

    } 

</script> 

可以看见在使用的时候非常方便,把表单验证方法提取出来作为策略,使用柯里化方法动态选择表单验证方法,从而对策略灵活运用,大大加快开发效率。

代码实例可以参看 codesandbox - 策略模式表单验证实战

运行结果:

5. 策略模式的优缺点

策略模式将算法的 实现和使用拆分 ,这个特点带来了很多优点:

  • 策略之间相互独立,但 策略可以自由切换 ,这个策略模式的特点给策略模式带来很多灵活性,也提高了策略的复用率;
  • 如果不采用策略模式,那么在选策略时一般会采用多重的条件判断,采用策略模式可以 避免多重条件判断 ,增加可维护性;
  • 可扩展性好 ,策略可以很方便的进行扩展;

策略模式的缺点:

  • 策略相互独立,因此一些复杂的算法逻辑 无法共享 ,造成一些资源浪费;
  • 如果用户想采用什么策略,必须了解策略的实现,因此 所有策略都需向外暴露 ,这是违背迪米特法则/最少知识原则的,也增加了用户对策略对象的使用成本。

6. 策略模式的适用场景

那么应该在什么场景下使用策略模式呢:

  • 多个算法 只在行为上稍有不同 的场景,这时可以使用策略模式来动态选择算法;
  • 算法 需要自由切换 的场景;
  • 有时 需要多重条件判断 ,那么可以使用策略模式来规避多重条件判断的情况;

7. 其他相关模式

7.1 策略模式和模板方法模式

策略模式和模板方法模式的作用比较类似,但是结构和实现方式有点不一样。

  • 策略模式  让我们在程序运行的时候动态地指定要使用的算法;
  • 模板方法模式  是在子类定义的时候就已经确定了使用的算法;

7.2 策略模式和享元模式

见享元模式中的介绍。

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