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  • PHP面向对象设计模式

    PHP设计模式——概述

    常见的面向对象设计模式大约有23种，但是自从接触PHP后，渐渐发现常见的设计模式好像少了很多，网络上的资料也比较少，身边的PHP同事们有的甚至没有听说过设计模式，这也有可能是PHP的发展所带来的，因为PHP对面向对象支持的比较晚，好多PHP程序员还按照面向过程的思想写代码。于是，我决定把原来用C#写的面向对象设计模式用PHP改写。

          

            经常听见其他程序员(Java、 C#)等说PHP是不是运行在浏览器端的脚本语言，其实我在接触PHP之前也这样认为过，后来发现PHP是用C语言开发出来的一种语言，C语言是真正意义 上跨平台的语言，这也注定PHP是跨平台的，PHP是可运行在Windows Server或Linux操作系统的服务器上的语言，它和Java以及C#一样，代码存储并运行在服务器端，它将浏览器端可执行的HTML以及脚本发送给 浏览器执行，PHP相对Java和C#对于面向过程的封装更多，减少部分数据类型的支持。


            PHP是面向对象的，PHP能够得到这样快速的发展，能够被互联网大企业所广泛应用，证明PHP是经得住考验的，随着移动互联网的不断发展，PHP还会更广阔的天地。

      

          什么是设计模式？

           设计模式（Design Pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。设计模式于己于他人于系统都是多赢的；设计模式使代码编制真正工程化；设计模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的结构一样。     


            项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题，每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应，每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是它能被广泛应用的原因。


           设计模式的优点：

            1).复用解决方案: 设计模式本身就是对某一类问题的通用解决方案，是更高级别的复用，已经超出了代码复用.

            2).确定通用术语:开发中的交流和协作都需要共同的词汇其础和对问题的共识. 当你有想表达却又表达不清楚的设计思路，即使表达出来也会被同事误解的时候，设计模式就显出沟通的优势了。

            3).代码更易于修改与维护。因为设计模式都是久经考验的解决方案,它们的结构都是经过长期的发展形成的，善于应对变化，设计模式本身也是对变化点的封装。

            4).模式有助于提高思考层次。学习模式后,就算不用模式中的方法，也会更好的采取更好的策略去解决问题。



            在接下来的篇幅里会详细介绍PHP面向对象设计模式，本系列博客以设计模式的原理为核心，列举最简单的例子，让只要有一点面向对象基础的读者都能看明白。

    PHP设计模式——六大原则


         一般认为遵从以下六大原则的代码是易扩展可复用的代码：

                               

         

         这六大原则任何面向对象的语言都应该遵守的，要想让你的代码易扩展高服用就尽量去满足这六大原则吧，不一定严格按照某种设计模式，但是如果你的代码符合这六大原则，那么你的代码就是好代码了，好的代码不一定是严格按照设计模式写的代码。


             1.单一职责

            定义：不要存在多于一个导致类变更的原因。通俗的说，即一个类只负责一项职责。

             场景：类T负责两个不同的职责：职责P1，职责P2。当由于职责P1需求发生改变而需要修改类T时，有可能会导致原本运行正常的职责P2功能发生故障，关系如下图：

                                                                                                


            修改：遵循单一职责原则。分别建立两个类T1、T2，使T1完成职责P1功能，T2完成职责P2功能。这样，当修改类T1时，不会使职责P2发生故障风险；同理，当修改T2时，也不会使职责P1发生故障风险，结构如下图：

                                               

          优点：

                1）、可以降低类的复杂度，一个类只负责一项职责，逻辑简单；

                 2）、提高类的可读性，提高系统的可维护性；

                 3）、变更引起的风险降低，变更是必然的。

        

        2.里氏代换原则

         定义：所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象，也就是说子类可以扩展父类的功能，但不能改变父类原有的功能

         场景：有一功能P1，由类A完成。现需要将功能P1进行扩展，扩展后的功能为P，其中P由原有功能P1与新功能P2组成。新功能P由类A的子类B来完成，则子类B在完成新功能P2的同时，有可能会导致原有功能P1发生故障，如下图：


                                           

            CountPriceByJKL类继承于CountPrice类，CountPriceByJKL重写了Count()方法，这样可能影响到原来Count方法的功能。


            修改：当使用继承时，遵循里氏替换原则。类B继承类A时，除添加新的方法完成新增功能P2外，尽量不要重写父类A的方法，也尽量不要重载父类A的方法。


            3.依赖倒置原则

            定义：高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象；抽象不应该依赖细节；细节应该依赖抽象。

            此处理解起来是最困难的，一般会在项目框架的搭建的时候用到，例如，业务逻辑层相对于数据层是高层模块，因为业务逻辑层需要调用数据层去连接数据库，但是要做到可扩展高复用，尽量不要让业务逻辑层依赖数据层，可以在数据层抽象出一个接口，让业务逻辑层依赖于这个抽象接口。

             场景：类A（高层模块）直接依赖类B（低层模块），假如要将类A改为依赖类C（低层模块），则必须通过修改类A的代码来达成。这种场景下，类A一般是高层模块，负责复杂的业务逻辑；类B和类C是低层模块，负责基本的原子操作；假如修改类A，会给程序带来不必要的风险。

                                                                 

              AutoSystem类直接依赖于HondaCar与FordCar两个类，这样就产生了一个高耦合，AutoSystem类想操控HondaCar或者FordCar必须直接创建相应对象。

             修改：将类A修改为依赖接口I，类B和类C各自实现接口I，类A通过接口I间接与类B或者类C发生联系，则会大大降低修改类A的几率，如下图：

                              

               经过此番修改，Honda与Ford实现ICar接口，提供了Run、Stop以及Turn功能方法，AutoSystem依赖ICar接口，这样迫使AutoSystem依赖抽象接口，这就使得AutoSystem类能够应对更多的需求变化。


              优点：

                    1）、低层模块尽量都要有抽象类或接口，或者两者都有。

                     2）、变量的声明类型尽量是抽象类或接口。

                     3）、使用继承时遵循里氏替换原则。



               4.接口隔离原则

               定义：客户端不应该依赖它不需要的接口；一个类对另一个类的依赖应该建立在最小的接口上。


               场景：类A通过接口I依赖类B，类C通过接口I依赖类D，如果接口I对于类A和类B来说不是最小接口，则类B和类D必须去实现他们不需要的方法，如下图：



    　　　　　　　　

    　　　修改：将臃肿的接口I拆分为独立的几个接口，类A和类C分别与他们需要的接口建立依赖关系。也就是采用接口隔离原则。


    　　　　　　　　

    　　　注意：

    　　　　　1）、接口尽量小，但是要有限度。对接口进行细化可以提高程序设计灵活性   是不挣的事实，但是如果过小，则会造成接口数量过多，使设计复杂化。所以一定要适度。

       　　　　 2）、为依赖接口的类定制服务，只暴露给调用的类它需要的方法，它不需要的方法则隐藏起来。只有专注地为一个模块提供定制服务，才能建立最小的依赖关系。

       　　　　3）、提高内聚，减少对外交互。使接口用最少的方法去完成最多的事情。


    　　  ５.迪米特法则（最少知道原则）

    　　定义：一个对象应该对其他对象保持最少的了解。

    　　场景：类与类之间的关系越密切，耦合度越大，当一个类发生改变时，对另一个类的影响也越大。

    　　简单的理解就是高内聚，一个类尽量减少对其他对象的依赖，并且这个类的方法和属性能用私有的就尽量私有化。


    　　注意：

                1）、只与直接的朋友通信，不要和陌生人说话。

                2）、过分的使用该原则，将导致系统复杂度变大。所以在采用迪米特法则时要反复权衡，既做到结构清晰，又要高内聚低耦合。


            6.开闭原则

            定义：一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放，对修改关闭。

            场景：在软件的生命周期内，因为变化、升级和维护等原因需要对软件原有代码进行修改时，可能会给旧代码中引入错误，也可能会使我们不得不对整个功能进行重构，并且需要原有代码经过重新测试。

           建议：当软件需求变化时，尽量通过扩展软件实体的行为来实现变化，而不是通过修改已有的代码来实现变化。

    PHP设计模式——简单工厂

    前面两节内容介绍了什么是设计模式以及六大原则，相信看完前两节内容大家对设计模式已经有了初步的认识，接下来说一下设计模式的分类。


            一般将面向对象设计模式分为三类：创建型、结构型、行为型三种。


            创建型：创建对象时，不再由我们直接实例化对象；而是根据特定场景，由程序来确定创建对象的方式，从而保证更大的性能、更好的架构优势。创建型模式主要有简单工厂模式（并不是23种设计模式之一）、工厂方法、抽象工厂模式、单例模式、生成器模式、原型模式。


           结构型：用于帮助将多个对象组织成更大的结构。结构型模式主要有适配器模式、桥接模式、组合器模式、装饰器模式、门面模式、亨元模式和代理模式。


           行为型：用于帮助系统间各对象的通信，以及如何控制复杂系统中流程。行为型模式主要有命令模式、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板模式、访问者模式和职责链模式。

              

           今天主要介绍创建型的第一种简单工厂模式。

           注意：在阅读本系列博客的时候一定要有阅读UML类图、面向对象PHP编程基础。


          

           简单工厂模式不属于23种常用面向对象设计模式之一。简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。简单工厂模式是工厂模式家族中最简单实用的模式，可以理解为是不同工厂模式的一个特殊实现。其实质是由一个工厂类根据传入的参数，动态决定应该创建哪一个产品类（这些产品类继承自一个父类或接口）的实例。


                                        

           角色及职责：  

           工厂（SimpleFactory）角色：简单工厂模式的核心，它负责实现创建所有实例的内部逻辑。工厂类可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。

           抽象产品（IProduct）角色：简单工厂模式所创建的所有对象的父类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。

           具体产品（Concrete Product）角色：是简单工厂模式的创建目标，所有创建的对象都是充当这个角色的某个具体类的实例。

          需求：根据提供相应的属性值由简单工厂创建具有相应特性的产品对象。

          现根据以上UML类图编写如下PHP代码。

         

    [php] view plain copy print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. <?php  
    2. /** 
    3.  * Created by PhpStorm. 
    4.  * User: Jiang 
    5.  * Date: 2015/4/9 
    6.  * Time: 21:48 
    7.  */  
    8.   
    9. /**抽象产品角色 
    10.  * Interface IProduct   产品接口 
    11.  */  
    12. interface IProduct  
    13. {  
    14.     /**X轴旋转 
    15.      * @return mixed 
    16.      */  
    17.     function XRotate();  
    18.   
    19.     /**Y轴旋转 
    20.      * @return mixed 
    21.      */  
    22.     function YRotate();  
    23. }  
    24.   
    25. /**具体产品角色 
    26.  * Class XProduct        X轴旋转产品 
    27.  */  
    28. class XProduct implements IProduct  
    29. {  
    30.     private $xMax=1;  
    31.     private $yMax=1;  
    32.   
    33.     function __construct($xMax,$yMax)  
    34.     {  
    35.         $this->xMax=$xMax;  
    36.         $this->yMax=1;  
    37.     }  
    38.   
    39.     function XRotate()  
    40.     {  
    41.         echo "您好，我是X轴旋转产品，X轴转转转。。。。。。";  
    42.     }  
    43.   
    44.     function YRotate()  
    45.     {  
    46.         echo "抱歉，我是X轴旋转产品，我没有Y轴。。。。。。";  
    47.     }  
    48. }  
    49.   
    50. /**具体产品角色 
    51.  * Class YProduct        Y轴旋转产品 
    52.  */  
    53. class YProduct implements IProduct  
    54. {  
    55.     private $xMax=1;  
    56.     private $yMax=1;  
    57.   
    58.     function __construct($xMax,$yMax)  
    59.     {  
    60.         $this->xMax=1;  
    61.         $this->yMax=$yMax;  
    62.     }  
    63.   
    64.     function XRotate()  
    65.     {  
    66.         echo "抱歉，我是Y轴旋转产品，我没有X轴。。。。。。";  
    67.     }  
    68.   
    69.     function YRotate()  
    70.     {  
    71.         echo "您好，我是Y轴旋转产品，Y轴转转转。。。。。。";  
    72.     }  
    73. }  
    74.   
    75. /**具体产品角色 
    76.  * Class XYProduct        XY轴都可旋转产品 
    77.  */  
    78. class XYProduct implements IProduct  
    79. {  
    80.     private $xMax=1;  
    81.     private $yMax=1;  
    82.   
    83.     function __construct($xMax,$yMax)  
    84.     {  
    85.         $this->xMax=$xMax;  
    86.         $this->yMax=$yMax;  
    87.     }  
    88.   
    89.     function XRotate()  
    90.     {  
    91.         echo "您好，我是XY轴都可旋转产品，X轴转转转。。。。。。";  
    92.     }  
    93.   
    94.     function YRotate()  
    95.     {  
    96.         echo "您好，我是XY轴都可旋转产品，Y轴转转转。。。。。。";  
    97.     }  
    98. }  
    99.   
    100. /**工厂角色 
    101.  * Class ProductFactory 
    102.  */  
    103. class ProductFactory  
    104. {  
    105.     static function GetInstance($xMax,$yMax)  
    106.     {  
    107.         if($xMax>1 && $yMax===1)  
    108.         {  
    109.             return new XProduct($xMax,$yMax);  
    110.         }  
    111.         elseif($xMax===1 && $yMax>1)  
    112.         {  
    113.             return new YProduct($xMax,$yMax);  
    114.         }  
    115.         elseif($xMax>1 && $yMax>1)  
    116.         {  
    117.             return new XYProduct($xMax,$yMax);  
    118.         }  
    119.         else  
    120.         {  
    121.             return null;  
    122.         }  
    123.     }  
    124. }  


             测试代码：

    [php] view plain copy print?在CODE上查看代码片派生到我的代码片
    1. <?php  
    2. /** 
    3.  * Created by PhpStorm. 
    4.  * User: Jiang 
    5.  * Date: 2015/4/9 
    6.  * Time: 21:54 
    7.  */  
    8. require_once "./SimpleFactory/SimpleFactory.php";  
    9.   
    10. header("Content-Type:text/html;charset=utf-8");  
    11.   
    12. $pro=array();  
    13. $pro[]=ProductFactory::GetInstance(1,12);  
    14. $pro[]=ProductFactory::GetInstance(12,1);  
    15. $pro[]=ProductFactory::GetInstance(12,12);  
    16. $pro[]=ProductFactory::GetInstance(0,12);  
    17.   
    18. foreach($pro as $v)  
    19. {  
    20.     if($v)  
    21.     {  
    22.         echo "<br/>";  
    23.         $v->XRotate();  
    24.         echo "<br/>";  
    25.         $v->YRotate();  
    26.     }  
    27.     else  
    28.     {  
    29.         echo "非法产品！<br/>";  
    30.     }  
    31.     echo "<hr/>";  
    32. }  


          用浏览器访问测试代码，我们可以发现创建的对象依次是YProduct,XProduct,XYProduct,null。简单工厂的核心代码在于工厂 (ProductFactory)这个角色，这里根据传入的xMax与yMax值去创建不同的对象，这便是简单工厂的实质，而且我们在测试调用客户端根本 不知道具体的产品类是什么样，这样就做到了调用与创建的分离。


           简单工厂的优点：让对象的调用者和对象创建过程分离，当对象调用者需要对象时，直接向工厂请求即可。从而避免了对象的调用者与对象的实现类以硬编码方式耦合，以提高系统的可维护性、可扩展性。

           简单工厂的缺点：当产品修改时，工厂类也要做相应的修改，比如要增加一种操作类，如求M数的N次方，就得改case,修改原有类，违背了开放-封闭原则。


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