TypeScript设计模式之备忘录、命令
看看用TypeScript怎样实现常见的设计模式，顺便复习一下。
学模式最重要的不是记UML，而是知道什么模式可以解决什么样的问题，在做项目时碰到问题可以想到用哪个模式可以解决，UML忘了可以查，思想记住就好。
这里尽量用原创的，实际中能碰到的例子来说明模式的特点和用处。
备忘录模式 Memento
特点：通过保存对象之前的状态来使对象可以恢复到之前的样子。
用处：当对象需要保存/加载某一时刻的状态时可以考虑备忘录模式，如游戏的save/load。
注意：状态过大产生的开销。
备忘录应该经常可以看到，游戏的save/load，photoshop的历史记录，windows的还原点都是这个模式的应用。
使用时也要注意保存的状态过大时产生的开销，保存在硬盘上的还好，如果是运行时保存在内存上的，比如一些复杂对象的undo/redo操作，保存每一个状态都是很大的内存开销，这时就需要做些限制，比方设置一个历史记录栈的最大值来限定内存的使用。
备忘录的例子和下面的命令模式一起写，实现一个支持undo/redo的操作。
命令模式 Command
特点：把请求封装成命令对象，命令对象里包含有接收者，这样client只需要发送命令，接收者就可以做出相关响应或相反的响应。
用处：当需要发送者和接收者解耦时可以考虑命令模式，常用于事件响应，请求排除，undo/redo等。
注意：命令数量爆炸，需要集中维护。
下面用TypeScript简单实现一个命令模式和备忘录模式的undo/redo：
遥控器算是典型的命令模式，按个按钮就可以命令电视做相关响应，假设遥控器有三种功能，开、关和换台。
建个Command、undo/redo、备忘录以及控制接口：
interface Executable{
execute(param: any);
}
interface UndoRedoable{
undo(currParam: any, lastParam: any);
redo(param: any);
}
class MemoItem{
command: Command;
param: any;
}
interface Memento{
currPos: number;
set(item: MemoItem);
get(): MemoItem;
getNext(): MemoItem; //找到下一个做redo
findLastWithSameType(memoItem: MemoItem): MemoItem; // 找出上个同类型的command，得到参数，以这个参数来做undo操作，回到之前的状态
}
interface Controllable{
channelNum: number;
open();
close();
switchTo(channelNum: number); //换台
}实现备忘录
class History implements Memento{
private memoList: Array<MemoItem> = []; // 记住所有command
static defaultMemoItem: MemoItem = { command: undefined, param: {channelNum: 0} }; // undo到第一步时前面没有command了，返回一个默认command
currPos: number = 0; // 当前undo/redo到了哪一个
get currIndex(): number{ // currPos是从后往前的顺序， currIndex是正向顺序
return this.memoList.length - this.currPos - 1;
}
set(item: MemoItem){
if(this.currPos != 0){ // 不是0的话表示已经undo过，往上叠加push前先删除后面的
this.memoList.splice(this.currIndex + 1);
this.currPos = 0; // 重置currPos
}
this.memoList.push(item);
}
get(): MemoItem{
if(this.currIndex < this.memoList.length){
return this.memoList[this.currIndex];
}
return History.defaultMemoItem;
}
getNext(): MemoItem{
if(this.currIndex + 1 < this.memoList.length){
return this.memoList[this.currIndex+1];
}
return History.defaultMemoItem;
}
findLastWithSameType(memoItem: MemoItem): MemoItem{// 找出上个同类型的command，得到参数，以这个参数来做undo操作，回到之前的状态
for(let i = this.currIndex - 1; i >= 0; i--){
if(memoItem.constructor.name === this.memoList[i].constructor.name){
return this.memoList[i];
}
}
return History.defaultMemoItem;
}
}undo/redo可以由个专门的管理器来管理，建个undo/redo管理器：
管理器要做的事有
- 使用备忘录按顺序记住所有command
- undo/redo操作，并记住undo/redo到了哪一步
- 当undo/redo到了某一步时，再次有新的command，则在移除这步之后的command后再加新的command
class UndoRedoManager{
static readonly instance: UndoRedoManager = new UndoRedoManager();
private history: Memento = new History();
push(command: Command, param: any){ // command执行时应该push进来
this.history.set({command, param});
}
redo(){
if(this.history.currPos == 0){ // 表示没undo过，当然redo也没必要了
return;
}
let memoItem = this.history.getNext(); // 取出上次undo过的下一个command并执行
this.history.currPos--;
memoItem.command.redo(memoItem.param);
}
undo() {
let memoItem = this.history.get();
if(memoItem === History.defaultMemoItem){
return;
}
let lastMemoItem = this.history.findLastWithSameType(memoItem);
this.history.currPos++;
memoItem.command.undo(memoItem.param, lastMemoItem.param);
}
}抽象个Command, Command需要做到执行命令、撤消上次所做的操作及重做, 这里就可以用上面的UndoRedoManager:
abstract class Command implements Executable, UndoRedoable{
constructor(protected controller: Controllable) { }
execute(param: {}){
UndoRedoManager.push(this, param);
}
redo(){
UndoRedoManager.redo();
}
undo(){
UndoRedoManager.undo();
}
}接下来分别实现具体的 开、关、换台命令：
class OpenCommand extends Command{
execute(param: any){
super.execute(param);
this.tv.open();
}
undo(currParam: any, lastParam: any){
this.tv.close();
}
}
class CloseCommand extends Command{
execute(param: any){
super.execute(param);
this.tv.close();
}
undo(currParam: any, lastParam: any){
this.tv.open();
}
}
class SwitchCommand extends Command{
execute(param: any){
super.execute(param);
this.tv.switchTo(param.channelNum);
}
undo(currParam: any, lastParam: any){
this.tv.switchTo(lastParam.channelNum);
}
}最后来实现 电视和遥控器，遥控器通常只有一个开关按钮，要么开要么关，另外遥控器可以撤消到上次选的频道，也可以取消撤消，重新回到当前的：
电视只需要做具体的事就可以了，遥控器也不需要知道命令是谁在执行，只管发命令就好，这就是命令模式的好处。
class TV implements Controllable{
open(){
console.log('open');
}
close(){
console.log('close');
}
switchTo(channelNum: number){
console.log(`switch to channel: ${channelNum}`);
}
}
class Controller {
isOn: boolean = false;
constructor(private openCmd: Command, private closeCmd: Command, private switchCmd: Command){
}
onOff(){
if(this.isOn){
this.isOn = false;
this.closeCmd.execute(null);
} else {
this.isOn = true;
this.openCmd.execute(null);
}
}
switchTo(channelNum: number){
this.switchCmd.execute({channelNum: channelNum});
}
undo(){
UndoRedoManager.instance.undo(); //只需要调用UndoRedoManager做undo/redo就可以了，不需要管具体的细节
}
redo(){
UndoRedoManager.instance.redo();
}
}来看看成果：
先定个执行顺序，
打开电视 -> 3频道 -> 4频道 -> 7频道 -> 撤消 -> 撤消 -> 重做 -> 11频道 -> 12频道 -> 撤消 -> 撤消 -> 关电视
预期结果：
open -> 3 -> 4 -> 7 -> 4 -> 3 -> 4 -> 11 -> 12 -> 11 -> 4 -> close
从11回到4是因为在push 11频道时的command是4，也就是7已经被删掉了。
看看具体执行结果：
let tv = new TV(); let controller = new Controller(new OpenCommand(tv), new CloseCommand(tv), new SwitchCommand(tv)); controller.onOff(); controller.switchTo(3); controller.switchTo(4); controller.switchTo(7); controller.undo(); controller.undo(); controller.redo(); controller.switchTo(11); controller.switchTo(12); controller.undo(); controller.undo(); controller.onOff();
执行结果：
open
switch to channel: 3
switch to channel: 4
switch to channel: 7
switch to channel: 4
switch to channel: 3
switch to channel: 4
switch to channel: 11
switch to channel: 12
switch to channel: 11
switch to channel: 4
close
完全一样，没问题。
本来想写简单一点，不知不觉就写多了，undo/redo还是偏复杂了一些，而且这还只是最基本的架子，很多东西不严谨，有兴趣的朋友可以自己研究下，建议只针对用户常用的部分做undo/redo，保持系统的简单。
命令模式的优点已经清楚了，缺点也比较明显，一个操作就是一个命令，项目大的话命令会非常多，也是个麻烦的点。