面试题：JavaScript 面向对象编程中的设计模式与类的结合应用

Question

在 JavaScript 面向对象编程中，常见的设计模式如单例模式、工厂模式等。请选择一种设计模式，结合 ES6 的类进行详细实现，并说明在何种业务场景下该设计模式与类结合使用能带来显著优势，同时分析这种结合可能存在的潜在问题及解决方案。

Answer 1

单例模式实现及分析

1. 单例模式结合 ES6 类的实现

class Singleton {
    constructor() {
        if (Singleton.instance) {
            return Singleton.instance;
        }
        this.data = "这是单例实例的数据";
        Singleton.instance = this;
        return this;
    }
}
// 使用示例
const instance1 = new Singleton();
const instance2 = new Singleton();
console.log(instance1 === instance2); // true

2. 适用业务场景及优势
   • 场景：在应用程序中，某些资源只需要一个实例来管理，如全局状态管理、数据库连接池等。以全局状态管理为例，应用程序中可能存在一个全局的用户登录状态，无论在哪个模块访问，都应该是同一个状态实例。
   • 优势：避免多次创建相同实例带来的资源浪费，提高资源利用率。同时，确保全局只有一个实例，方便数据的统一管理和维护。在数据库连接池场景下，若每次需要数据库操作都创建新的连接实例，会消耗大量资源，单例模式的连接池实例可以复用连接，提升性能。
3. 潜在问题及解决方案
   • 问题：
     • 全局变量污染：单例模式本质上会创建一个全局可访问的实例，可能会与其他全局变量冲突。
     • 测试困难：由于单例的唯一性，在测试时难以创建多个独立的实例用于不同测试场景。
   • 解决方案：
     • 针对全局变量污染：将单例的创建和访问封装在一个模块内，通过 ES6 的模块系统，将单例实例作为模块的导出对象，减少与外部全局变量的冲突。例如，将上述 Singleton 类的定义放在一个单独的 singleton.js 文件中，使用时通过 import 导入。
     • 针对测试困难：在测试框架中，可以通过依赖注入的方式，在测试时传入模拟的单例实例。例如，在测试某个依赖单例的函数时，将模拟的单例实例作为参数传入函数，而不是直接在函数内部获取真实的单例实例。这样可以在不同测试用例中使用不同的模拟实例，便于测试。