TypeScript 设计模式：示例与实现

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TypeScript中的设计模式：从理论到实践

设计模式（Design Patterns）是软件开发中针对典型问题的经过验证的解决方案。在TypeScript的背景下，凭借其强大的类型系统和面向对象编程支持，许多来自"四人帮"（GoF）书籍的经典模式获得了更优雅的新体现。在本文中，我们将通过TypeScript的实际示例分析三种关键模式，帮助您编写更清晰、可扩展且易于维护的代码。

1. 创建型模式：Singleton（单例模式）

目的：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。

在TypeScript中，由于静态属性和私有构造函数的存在，实现Singleton特别方便。此模式非常适合管理数据库连接、日志记录器或缓存。

class DatabaseConnection {    private static instance: DatabaseConnection;    private connectionString: string;

    private constructor(connectionString: string) {        this.connectionString = connectionString;        console.log(`已创建连接到：${connectionString}`);    }

    public static getInstance(connectionString?: string): DatabaseConnection {        if (!DatabaseConnection.instance) {            if (!connectionString) {                throw new Error("首次初始化需要连接字符串");            }            DatabaseConnection.instance = new DatabaseConnection(connectionString);        }        return DatabaseConnection.instance;    }

    public query(sql: string): void {        console.log(`执行查询：${sql} 在 ${this.connectionString} 上`);    }}

// 使用const db1 = DatabaseConnection.getInstance("postgres://localhost:5432/mydb");const db2 = DatabaseConnection.getInstance();

console.log(db1 === db2); // true — 同一个对象db1.query("SELECT * FROM users");

重要提示：在TypeScript中，可以使用readonly和泛型来实现更灵活的实现。但请记住，Singleton可能会使测试变得复杂——考虑将依赖注入（DI）作为替代方案。

2. 结构型模式：Decorator（装饰器模式）

目的：动态地向对象添加新职责，而不改变其结构。在TypeScript中，装饰器是一流的语言特性（在ES5中是实验性的，但在Angular和NestJS中广泛使用）。

让我们看一个用于记录方法调用的装饰器示例：

// 目标接口interface ILogger {    log(message: string): void;}

// 基础类class SimpleLogger implements ILogger {    public log(message: string): void {        console.log(`[LOG]: ${message}`);    }}

// 装饰器（包装类）class TimestampDecorator implements ILogger {    private logger: ILogger;

    constructor(logger: ILogger) {        this.logger = logger;    }

    public log(message: string): void {        const timestamp = new Date().toISOString();        this.logger.log(`[${timestamp}] ${message}`);    }}

// 格式化装饰器class UpperCaseDecorator implements ILogger {    private logger: ILogger;

    constructor(logger: ILogger) {        this.logger = logger;    }

    public log(message: string): void {        this.logger.log(message.toUpperCase());    }}

// 使用let logger: ILogger = new SimpleLogger();logger.log("你好世界"); // [LOG]: 你好世界

logger = new TimestampDecorator(logger);logger = new UpperCaseDecorator(logger);logger.log("装饰器正在工作"); // [LOG]: [2025-01-15T10:30:00.000Z] 装饰器正在工作

建议：在TypeScript中，还可以使用类和属性装饰器（@decorator语法）。