PHP设计模式（创建型）

前言

随着编程项目经验的增加，从服务于业务逻辑到针对项目的全局设计。认识到设计模式在开发过程中 \的重要性，遵循 S.O.L.I.D 五大基准原则。它拓展了我的视野，让代码更加灵活，看起来更加富有美感.\美是构建万物的哲学思想.

我们学习的设计模式分为三类：创建者模式、结构型模式、行为型模式；创建型模式与对象的创建有关；结构型模式处理类或对象的组合；而行为型模式是对类或对象怎样交互和怎样分配职责进行描述；

内容：本文介绍的是 PHP 设计模式的创建型一篇。包括：单例模式（Singleton）, 多例模式（Multiton）, 工厂方法模式（Factory Method）, 抽象工厂模式（Abstract Factory）, 简单工厂模式（Simple Factory）, 原型模式（Prototype）, 对象池模式（Pool）, 建造者模式（Builder）

推荐：《PHP教程》

（一）单例模式（Singleton）

● 定义

保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问它的全局访问点。系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能。

● 代码示例

class Singleton
{
    /**
    * @var Singleton
    */
    private static $instance;
    /**
    * 不允许从外部调用以防止创建多个实例
    * 要使用单例，必须通过 Singleton::getInstance() 方法获取实例
    */
    private function __construct()
    {
    }
    /**
    * 通过懒加载获得实例（在第一次使用的时候创建）
    */
    public static function getInstance(): Singleton
    {
        if (null === static::$instance) {
            static::$instance = new static();
        }
        return static::$instance;
    }
    /**
    * 防止实例被克隆（这会创建实例的副本）
    */
    private function __clone()
    {
    }
    /**
    * 防止反序列化（这将创建它的副本）
    */
    private function __wakeup()
    {
    }
}

（二）多例模式（Multiton）

● 定义

在多例模式中，多例类可以有多个实例，而且多例类必须自己创建、管理自己的实例，并向外界提供自己的实例。1. 通过实例容器保存容器。2. 利用私有构造阻止外部构造。3. 提供getInstantce()方法获取实例.

● 代码示例  两个对象通过一个类进行多次实例化

abstract class Multiton { 
    private static $instances = array(); 
    public static function getInstance() { 
        $key = get_called_class() . serialize(func_get_args());
        if (!isset(self::$instances[$key])) { 
            $rc = new ReflectionClass(get_called_class());
            self::$instances[$key] = $rc->newInstanceArgs(func_get_args());
        }
        return self::$instances[$key]; 
    }
    /**
     * 该私有对象阻止实例被克隆
     */
    private function __clone()
    {
    }
    /**
     * 该私有方法阻止实例被序列化
     */
    private function __wakeup()
    {
    }
} 
class Hello extends Multiton { 
    public function __construct($string = 'World') { 
        echo "Hello $string\n"; 
    } 
} 
class GoodBye extends Multiton { 
    public function __construct($string = 'my', $string2 = 'darling') { 
        echo "Goodbye $string $string2\n"; 
    }
}
$a = Hello::getInstance('World'); 
$b = Hello::getInstance('bob'); 
// $a !== $b 
$c = Hello::getInstance('World'); 
// $a === $c 
$d = GoodBye::getInstance(); 
$e = GoodBye::getInstance();
// $d === $e 
$f = GoodBye::getInstance('your'); 
// $d !== $f

（三）工厂方法模式（Factory Method）

● 定义

将类的实例化（具体产品的创建）延迟到工厂类的子类（具体工厂）中完成，即由子类来决定应该实例化（创建）哪一个类

● 代码示例 ： 小成有一间塑料加工厂（仅生产 A 类产品）；随着客户需求的变化，客户需要生产 B 类产品。改变原有塑料加工厂的配置和变化非常困难，假设下一次客户需要再发生变化，再次改变将增大非常大的成本；小成决定置办塑料分厂 B 来生产 B 类产品。

abstract class Product{
    public abstract function Show();
}
//具体产品A类
class  ProductA extends  Product{
    public function Show() {
        echo "生产出了产品A";
    }
}
//具体产品B类
class  ProductB extends  Product{
    public function Show() {
        echo "生产出了产品B";
    }
}
abstract class Factory{
    public abstract function Manufacture();
}
//工厂A类 - 生产A类产品
class  FactoryA extends Factory{
    public function Manufacture() {
        return new ProductA();
    }
}
//工厂B类 - 生产B类产品
class  FactoryB extends Factory{
    public function Manufacture() {
        return new ProductB();
    }
}

（四）抽象工厂模式（Abstract Factory）

● 定义

在不指定具体类的情况下创建一系列相关或依赖对象。 通常创建的类都实现相同的接口。 抽象工厂的客户并不关心这些对象是如何创建的，它只是知道它们是如何一起运行的。

● 代码示例 ： 有两个工厂，A 工厂负责运输，B 工厂生产数码产品.

interface Product
{
    public function calculatePrice(): int;
}
class ShippableProduct implements Product
{
    /**
     * @var float
     */
    private $productPrice;
    /**
     * @var float
     */
    private $shippingCosts;
    public function __construct(int $productPrice, int $shippingCosts)
    {
        $this->productPrice = $productPrice;
        $this->shippingCosts = $shippingCosts;
    }
    public function calculatePrice(): int
    {
        return $this->productPrice + $this->shippingCosts;
    }
}
class DigitalProduct implements Product
{
    /**
     * @var int
     */
    private $price;
    public function __construct(int $price)
    {
        $this->price = $price;
    }
    public function calculatePrice(): int
    {
        return $this->price;
    }
}
class ProductFactory
{
    const SHIPPING_COSTS = 50;
    public function createShippableProduct(int $price): Product
    {
        return new ShippableProduct($price, self::SHIPPING_COSTS);
    }
    public function createDigitalProduct(int $price): Product
    {
        return new DigitalProduct($price);
    }
}

（五）简单工厂模式（Simple Factory）

● 定义

简单工厂模式是一个精简版的工厂模式。工厂角色-具体产品-抽象产品

● 代码示例 ：

一个农场，要向市场销售水果。农场里有三种水果 苹果、葡萄，我们设想：1、水果有多种属性，每个属性都有不同，但是，他们有共同的地方 | 生长、种植、收货、吃。将来有可能会增加新的水果、我们需要定义一个接口来规范他们必须实现的方法.

interface fruit{
    /**
     * 生长
     */
    public function grow();
    /**
     * 种植
     */
    public function plant();
    /**
     * 收获
     */
    public function harvest();
    /**
     * 吃
     */
    public function eat();
}
class apple implements fruit{
    //苹果树有年龄
    private $treeAge;
    //苹果有颜色
    private $color;
    public function grow(){
        echo "grape grow";
    }
    public function plant(){
        echo "grape plant";
    }
    public function harvest(){
        echo "grape harvest";
    }
    public function eat(){
        echo "grape eat";
    }
    //取苹果树的年龄
    public function getTreeAge(){
        return $this->treeAge;
    }
    //设置苹果树的年龄
    public function setTreeAge($age){
        $this->treeAge = $age;
        return true;
    }
}
class grape implements fruit{
    //葡萄是否有籽
    private $seedLess;
    public function grow(){
        echo "apple grow";
    }
    public function plant(){
        echo "apple plant";
    }
    public function harvest(){
        echo "apple harvest";
    }
    public function eat(){
        echo "apple eat";
    }
    //有无籽取值
    public function getSeedLess(){
        return $this->seedLess;
    }
    //设置有籽无籽
    public function setSeedLess($seed){
        $this->seedLess = $seed;
        return true;
    }
}
class farmer
{
    //定义个静态工厂方法
    public static function factory($fruitName){
        switch ($fruitName) {
            case 'apple':
                return new apple();
                break;
            case 'grape':
                return new grape();
                break;
            default:
                throw new badFruitException("Error no the fruit", 1);
                break;
        }
    }
}
class badFruitException extends Exception
{
    public $msg;
    public $errType;
    public function __construct($msg = '' , $errType = 1){
        $this->msg = $msg;
        $this->errType = $errType;
    }  
}
/**
 * 获取水果实例化的方法
 */
try{
    $appleInstance = farmer::factory('apple');
    var_dump($appleInstance);
}catch(badFruitException $err){
    echo $err->msg . "_______" . $err->errType;
}

（六）原型模式（Prototype）

● 定义

相比正常创建一个对象 (new Foo () )，首先创建一个原型，然后克隆它会更节省开销。

● 代码示例 ： 为每一本书设置标题

abstract class BookPrototype
{
    /**
    * @var string
    */
    protected $title = 0;
    /**
    * @var string
    */
    protected $category;
    abstract public function __clone();
    public function getTitle(): string
    {
        return $this->title;
    }
    public function setTitle($title)
    {
       $this->title = $title;
    }
}
class BarBookPrototype extends BookPrototype
{
    /**
    * @var string
    */
    protected $category = 'Bar';
    public function __clone()
    {
    }
}
class FooBookPrototype extends BookPrototype
{
    /**
    * @var string
    */
    protected $category = 'Foo';
    public function __clone()
    {
    }
}
$fooPrototype = new FooBookPrototype();
$barPrototype = new BarBookPrototype();
for ($i = 5; $i < 10; $i++) {
    $book = clone $fooPrototype;
    $book->setTitle(&#39;Foo Book No &#39; . $i);
    var_dump(new FooBookPrototype == $book);
}
for ($i = 0; $i < 5; $i++) {
    $book = clone $barPrototype;
    $book->setTitle(&#39;Bar Book No &#39; . $i);
    var_dump(new BarBookPrototype == $book);
}

（七）对象池模式（Pool）

● 定义

对象池可以用于构造并且存放一系列的对象并在需要时获取调用。在初始化实例成本高，实例化率高，可用实例不足的情况下，对象池可以极大地提升性能。在创建对象（尤其是通过网络）时间花销不确定的情况下，通过对象池在短期时间内就可以获得所需的对象。

● 代码示例 

class Factory {
    protected static $products = array();
    public static function pushProduct(Product $product) {
        self::$products[$product->getId()] = $product;
    }
    public static function getProduct($id) {
        return isset(self::$products[$id]) ? self::$products[$id] : null;
    }
    public static function removeProduct($id) {
        if (array_key_exists($id, self::$products)) {
            unset(self::$products[$id]);
        }
    }
}
Factory::pushProduct(new Product('first'));
Factory::pushProduct(new Product('second'));
print_r(Factory::getProduct('first')->getId());
// first
print_r(Factory::getProduct('second')->getId());
// second

（八）建造者模式（Builder）

● 定义

将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示

● 2）代码示例  建造相同标准的卡车和汽车。类似于变形金刚，相同的零件进行不同的组合.

● 分为 Director 导演者，负责构建、BuilderInterface 构建接口，规范建造标准、TruckBuilder 构建卡车类 CarBuilder 构建汽车类

Vehicle 零部件公共类、Truck Car Engine Wheel Door 零部件类、DirectorTest 测试类

class Director
{
    public function build(BuilderInterface $builder): Vehicle
    {
        $builder->createVehicle();
        $builder->addDoors();
        $builder->addEngine();
        $builder->addWheel();
        return $builder->getVehicle();
    }
}
interface BuilderInterface
{
    public function createVehicle();
    public function addWheel();
    public function addEngine();
    public function addDoors();
    public function getVehicle(): Vehicle;
}
class TruckBuilder implements BuilderInterface
{
    /**
    * @var Truck
    */
    private $truck;
    public function addDoors()
    {
        $this->truck->setPart('rightDoor', new Door());
        $this->truck->setPart('leftDoor', new Door());
    }
    public function addEngine()
    {
        $this->truck->setPart('truckEngine', new Engine());
    }
    public function addWheel()
    {
        $this->truck->setPart('wheel1', new Wheel());
        $this->truck->setPart('wheel2', new Wheel());
        $this->truck->setPart('wheel3', new Wheel());
        $this->truck->setPart('wheel4', new Wheel());
        $this->truck->setPart('wheel5', new Wheel());
        $this->truck->setPart('wheel6', new Wheel());
    }
    public function createVehicle()
    {
        $this->truck = new Truck();
    }
    public function getVehicle(): Vehicle
    {
        return $this->truck;
    }
}
class CarBuilder implements BuilderInterface
{
    /**
    * @var Car
    */
    private $car;
    public function addDoors()
    {
        $this->car->setPart('rightDoor', new Door());
        $this->car->setPart('leftDoor', new Door());
        $this->car->setPart('trunkLid', new Door());
    }
    public function addEngine()
    {
        $this->car->setPart('engine', new Engine());
    }
    public function addWheel()
    {
        $this->car->setPart('wheelLF', new Wheel());
        $this->car->setPart('wheelRF', new Wheel());
        $this->car->setPart('wheelLR', new Wheel());
        $this->car->setPart('wheelRR', new Wheel());
    }
    public function createVehicle()
    {
        $this->car = new Car();
    }
    public function getVehicle(): Vehicle
    {
        return $this->car;
    }
}
abstract class Vehicle
{
    /**
    * @var object[]
    */
    private $data = [];
    /**
    * @param string $key
    * @param object $value
    */
    public function setPart($key, $value)
    {
        $this->data[$key] = $value;
    }
}
class Truck extends Vehicle
{
}
class Car extends Vehicle
{
}
class Engine extends Vehicle
{
}
class Wheel extends Vehicle
{
}
class Door extends Vehicle
{
}
class DirectorTest
{
    public function testCanBuildTruck()
    {
        $truckBuilder = new TruckBuilder();
        return (new Director())->build($truckBuilder);
    }
    public function testCanBuildCar()
    {
        $carBuilder = new CarBuilder();
        return (new Director())->build($carBuilder);
    }
}
$directorTest = new DirectorTest();
var_dump($directorTest->testCanBuildTruck());
var_dump($directorTest->testCanBuildCar());

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