策略模式
俗话说，条条大路通罗马。在美剧《越狱》中，主角 Michael Scofield 就设计了两条越狱的
道路。这两条道路都可以到达靠近监狱外墙的医务室。
同样，在现实中，很多时候也有多种途径到达同一个目的地。比如我们要去某个地方旅游，
可以根据具体的实际情况来选择出行的线路。
如果没有时间但是不在乎钱，可以选择坐飞机。
如果没有钱，可以选择坐大巴或者火车。
如果再穷一点，可以选择骑自行车。
在程序设计中，我们也常常遇到类似的情况，要实现某一个功能有多种方案可以选择。比如
一个压缩文件的程序，既可以选择 zip算法，也可以选择 gzip算法。
这些算法灵活多样，而且可以随意互相替换。这种解决方案就是下面将要介绍的策略模式。
策略模式的定义是：定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可以相互替换。
1 使用策略模式计算奖金
策略模式有着广泛的应用。我们就以年终奖的计算为例进行介绍。
很多公司的年终奖是根据员工的工资基数和年底绩效情况来发放的。例如，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，而绩效为 B的人年终奖是 2倍工资。假设财
务部要求我们提供一段代码，来方便他们计算员工的年终奖。
- 最初的代码实现
我们可以编写一个名为 calculateBonus 的函数来计算每个人的奖金数额。很显然，
calculateBonus 函数要正确工作，就需要接收两个参数：员工的工资数额和他的绩效考核等级。
代码如下：
var calculateBonus = function( performanceLevel, salary ){
if ( performanceLevel === 'S' ){
return salary * 4;
}
if ( performanceLevel === 'A' ){
return salary * 3;
}
if ( performanceLevel === 'B' ){
return salary * 2;
}
};
calculateBonus( 'B', 20000 ); // 输出：40000
calculateBonus( 'S', 6000 ); // 输出：24000
可以发现，这段代码十分简单，但是存在着显而易见的缺点。
calculateBonus 函数比较庞大，包含了很多 if-else 语句，这些语句需要覆盖所有的逻辑
分支。
calculateBonus 函数缺乏弹性，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 calculateBonus 函数的内部实现，这是违反开放封闭原则的。
算法的复用性差，如果在程序的其他地方需要重用这些计算奖金的算法呢？我们的选择
只有复制和粘贴。
因此，我们需要重构这段代码。
- 使用组合函数重构代码
一般最容易想到的办法就是使用组合函数来重构代码，我们把各种算法封装到一个个的小函
数里面，这些小函数有着良好的命名，可以一目了然地知道它对应着哪种算法，它们也可以被复
用在程序的其他地方。代码如下：
var performanceS=function (salary) {
return salary*4;
}
var performanceA = function( salary ){
return salary * 3;
};
var performanceB = function( salary ){
return salary * 2;
};
var calculateBonus = function( performanceLevel, salary ){
if ( performanceLevel === 'S' ){
return performanceS( salary );
}
if ( performanceLevel === 'A' ){
return performanceA( salary );
}
if ( performanceLevel === 'B' ){
return performanceB( salary );
}
};
目前，我们的程序得到了一定的改善，但这种改善非常有限，我们依然没有解决最重要的问
题： calculateBonus 函数有可能越来越庞大，而且在系统变化的时候缺乏弹性。
- 使用策略模式重构代码
经过思考，我们想到了更好的办法——使用策略模式来重构代码。策略模式指的是定义一系
列的算法，把它们一个个封装起来。将不变的部分和变化的部分隔开是每个设计模式的主题，策
略模式也不例外，策略模式的目的就是将算法的使用与算法的实现分离开来。
在这个例子里，算法的使用方式是不变的，都是根据某个算法取得计算后的奖金数额。而算
法的实现是各异和变化的，每种绩效对应着不同的计算规则。
一个基于策略模式的程序至少由两部分组成。第一个部分是一组策略类，策略类封装了具体
的算法，并负责具体的计算过程。 第二个部分是环境类 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。
现在用策略模式来重构上面的代码。第一个版本是模仿传统面向对象语言中的实现。我们先
把每种绩效的计算规则都封装在对应的策略类里面：
var performanceS=function (){} ;
performanceS.prototype.calculate=function(salary){
return salary*4
}
var performanceA=function (){};
performanceA.prototype.calculate=function(salary){ return salary*3};
var performanceB=function (){};
permancesB.prototype.calculate=function(salary) { return salary *2};
接下来定义奖金类：
var Bonus=function (){
this.salary=null;// 设置原始工资
this.strategy=null;//设置对应的策略对象
}
Bonus.prototype.setSalary=function(salry){ this.salay=salary //设置员工的原始工资}
Bonus.prototype.setStrategy=function(strategy){ this.stragety = stragety //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
this.stragety.calculate(this.salary) // 把计算奖金的操作委托给对应的策略对象
}
完成最终的代码之前，我们再来回顾一下策略模式的思想：
定义一系列的算法，把它们一个个封装起来，并且使它们可以相互替换.
这句话如果说得更详细一点，就是：定义一系列的算法，把它们各自封装成策略类，算法被
封装在策略类内部的方法里。在客户对 Context发起请求的时候，Context总是把请求委托给这些
策略对象中间的某一个进行计算。
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 对象设置一
些原始的数据，比如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。当调用 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();
bonus.setSalary( 10000 );
bonus.setStrategy( new performanceS() ); // 设置策略对象
console.log( bonus.getBonus() ); // 输出：40000
bonus.setStrategy( new performanceA() ); // 设置策略对象
console.log( bonus.getBonus() ); // 输出：30000
刚刚我们用策略模式重构了这段计算年终奖的代码，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。但这段代码是基于传统面向对象语言的模仿，下面我
们将了解用 JavaScript实现的策略模式。
2 JavaScript 版本的策略模式
我们让 strategy 对象从各个策略类中创建而来，这是模拟一些传统面向对象语
言的实现。实际上在 JavaScript 语言中，函数也是对象，所以更简单和直接的做法是把 strategy
直接定义为函数：
var strategies = {
"S": function( salary ){
return salary * 4;
},
"A": function( salary ){
return salary * 3;
},
"B": function( salary ){
return salary * 2;
}
};
同样，Context 也没有必要必须用 Bonus 类来表示，我们依然用 calculateBonus 函数充当
Context来接受用户的请求。经过改造，代码的结构变得更加简洁：
var calculateBonus = function( level, salary ){
return strategies[ level ]( salary );
};
console.log( calculateBonus( 'S', 20000 ) ); // 输出：80000
console.log( calculateBonus( 'A', 10000 ) ); // 输出：30000
在接下来的缓动动画和表单验证的例子中，我们用到的都是这种函数形式的策略对象
3 多态在策略模式中的体现
通过使用策略模式重构代码，我们消除了原程序中大片的条件分支语句。所有跟计算奖金有
关的逻辑不再放在 Context中，而是分布在各个策略对象中。Context并没有计算奖金的能力，而
是把这个职责委托给了某个策略对象。每个策略对象负责的算法已被各自封装在对象内部。当我
们对这些策略对象发出“计算奖金”的请求时，它们会返回各自不同的计算结果，这正是对象多
态性的体现，也是“它们可以相互替换”的目的。替换 Context中当前保存的策略对象，便能执
行不同的算法来得到我们想要的结果。
4 使用策略模式实现缓动动画
如果让一些不太了解前端开发的程序员来投票，选出他们眼中 JavaScript语言在 Web开发中
的两大用途，结果很有可能是这样的：
编写一些让 div飞来飞去的动画
验证表单
虽然这只是一句玩笑话，但从中可以看到动画在 Web 前端开发中的地位。一些别出心裁的
动画效果可以让网站增色不少。
要让一个div进行一些动画试的运动。实际上只是让这个 div 按照一定的缓动算法进行运动而已。
如果我们明白了怎样让一个小球运动起来，那么离编写一个完整的动画函数就不遥远了，剩下的
只是一些把逻辑组织起来的体力活。我们首先要做的是让一个小球按照不同的算法进行运动。
1 实现动画效果的原理
用 JavaScript实现动画效果的原理跟动画片的制作一样，动画片是把一些差距不大的原画以
较快的帧数播放，来达到视觉上的动画效果。在 JavaScript中，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。
2 思路和一些准备工作
我们目标是编写一个动画类和一些缓动算法，让小球以各种各样的缓动效果在页面中运动。
现在来分析实现这个程序的思路。在运动开始之前，需要提前记录一些有用的信息，至少包
括以下信息：
动画开始时，小球所在的原始位置；
小球移动的目标位置；
动画开始时的准确时间点；
小球运动持续的时间。
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、小球原始位置、小球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，计算出小球当前应该所在的位置。最后再更新该 div对
应的 CSS属性，小球就能够顺利地运动起来了。
3 让小球运动起来
在实现完整的功能之前，我们先了解一些常见的缓动算法，这些算法最初来自 Flash，但可
以非常方便地移植到其他语言中。
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、小球原始位置、小
球目标位置、动画持续的总时间，返回的值则是动画元素应该处在的当前位置。代码如下：
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;
}
};
现在我们开始编写完整的代码，下面代码的思想来自 jQuery 库，由于目标是演示策
略模式，而非编写一个完整的动画库，因此我们省去了动画的队列控制等更多完整功能。
现在进入代码实现阶段，首先在页面中放置一个 div：
<body>
<div style="position:absolute;background:blue" id="div">我是 div</div>
</body>
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.duration = null; // 动画持续时间
this.startPos = 0; // 动画开始时，dom 节点的位置，即 dom 的初始位置
this.endPos = 0; // 动画结束时，dom 节点的位置，即 dom 的目标位置
this.easing = null; // 缓动算法
this.propertyName = null; // dom 节点需要被改变的 css 属性名
};
接下来 Animate.prototype.start 方法负责启动这个动画，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：
Animate.prototype.start = function( propertyName, endPos, duration, easing ){
this.startTime = +new Date; // 动画启动时间
this.duration = duration; // 动画持续事件
this.startPos = this.dom.getBoundingClientRect()[ propertyName ]; // dom 节点初始位置
this.endPos = endPos; // dom 节点目标位置
this.propertyName = propertyName; // dom 节点需要被改变的 CSS 属性名
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 );
};
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 ： 小球运动的目标位置。
duration ： 动画持续时间。
easing ： 缓动算法。
再接下来是 Animate.prototype.step 方法，该方法代表小球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 。
代码如下：
Animate.prototype.step = function(){
var t = +new Date; // 取得当前时间
if ( t >= this.startTime + this.duration ){ // (1)
this.update( this.endPos ); // 更新小球的 CSS 属性值
return false;
}
var pos = this.easing( t - this.startTime, this.startPos, this.endPos - this.startPos, this.duration );
// pos 为小球当前位置
this.update( pos ); // 更新小球的 CSS 属性值
};
在这段代码中，(1)处的意思是，如果当前时间大于动画开始时间加上动画持续时间之和，说
明动画已经结束，此时要修正小球的位置。因为在这一帧开始之后，小球的位置已经接近了目标
位置，但很可能不完全等于目标位置。此时我们要主动修正小球的当前位置为最终的目标位置。
此外让 Animate.prototype.step 方法返回 false ，可以通知 Animate.prototype.start 方法清除定
时器。
最后是负责更新小球 CSS属性值的 Animate.prototype.update 方法：
Animate.prototype.update = function( pos ){
this.dom.style[ this.propertyName ] = pos + 'px';
};
如果不嫌麻烦，我们可以进行一些小小的测试：
var div = document.getElementById( 'div' );
var animate = new Animate( div );
animate.start( 'left', 500, 1000, 'strongEaseOut' );
// animate.start( 'top', 1500, 500, 'strongEaseIn' );
通过这段代码，可以看到小球按照我们的期望以各种各样的缓动算法在页面中运动。
我们学会了怎样编写一个动画类，利用这个动画类和一些缓动算法就可以让小球运动起
来。我们使用策略模式把算法传入动画类中，来达到各种不同的缓动效果，这些算法都可以轻易
地被替换为另外一个算法，这是策略模式的经典运用之一。策略模式的实现并不复杂，关键是如
何从策略模式的实现背后，找到封装变化、委托和多态性这些思想的价值。
5 更广义的“算法”
策略模式指的是定义一系列的算法，并且把它们封装起来。本章我们介绍的计算奖金和缓动
动画的例子都封装了一些算法。
从定义上看，策略模式就是用来封装算法的。但如果把策略模式仅仅用来封装算法，未免有
一点大材小用。在实际开发中，我们通常会把算法的含义扩散开来，使策略模式也可以用来封装
一系列的“业务规则”。只要这些业务规则指向的目标一致，并且可以被替换使用，我们就可以
用策略模式来封装它们。
GoF在《设计模式》一书中提到了一个利用策略模式来校验用户是否输入了合法数据的例子，
但 GoF 未给出具体的实现。刚好在 Web 开发中，表单校验是一个非常常见的话题。下面我们就
看一个使用策略模式来完成表单校验的例子。
6 表单校验
在一个 Web项目中，注册、登录、修改用户信息等功能的实现都离不开提交表单。
在将用户输入的数据交给后台之前，常常要做一些客户端力所能及的校验工作，比如注册的
时候需要校验是否填写了用户名，密码的长度是否符合规定，等等。这样可以避免因为提交不合
法数据而带来的不必要网络开销。
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。
1 表单校验的第一个版本
现在编写表单校验的第一个版本，可以提前透露的是，目前我们还没有引入策略模式。代码
如下：
