PHP設計模式（創建型）

前言

隨著程式設計專案經驗的增加，從服務業務邏輯到針對專案的全域設計。認識到設計模式在開發過程中 \的重要性，遵循 S.O.L.I.D 五大基準原則。它拓展了我的視野，讓程式碼更加靈活，看起來更加富有美感.\美是構建萬物的哲學思想.

我們學習的設計模式分為三類：創建者模式、結構型模式、行為型模式；創建型模式與物件的創建有關；結構型模式處理類別或物件的組合；而行為型模式是對類別或物件怎樣互動和怎樣分配職責進行描述；

內容：本文介紹的是PHP 設計模式的創建型一篇。包括：單例模式（Singleton）, 多例模式（Multiton）, 工廠方法模式（Factory Method）, 抽象工廠模式（Abstract Factory）, 簡單工廠模式（Simple Factory）, 原型模式（Prototype）, 物件池模式（ Pool）, 建造者模式（Builder）

推薦：《PHP教學》

（一）單例模式（Singleton）

● 定義

保證一個類別只有一個實例，並且提供一個存取它的全域存取點。系統記憶體中此類別只存在一個對象，節省了系統資源，對於一些需要頻繁建立銷毀的對象，使用單例模式可以提高系統效能。

● 程式碼範例

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）

● 定義

在多例模式中，多例類別可以有多個實例，而且多例類別必須自行建立、管理自己的實例，並向外界提供自己的實例。 1. 透過實例容器保存容器。 2. 利用私有構造阻止外部構造。 3. 提供getInstantce()方法取得實例.

● 程式碼範例  兩個物件透過一個類別進行多次實例化

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）工廠方法模式（Factory Method）

● 定義

將類別的實例化（特定產品的創建）延遲到工廠類別的子類別（具體工廠）中完成，即由子類別來決定應該實例化（創建）哪一個類別

● 程式碼範例： 小成有一間塑膠加工廠（僅生產A 類產品）；隨著顧客需求的變化，客戶需要生產B 類產品。改變原有塑膠加工廠的配置和變化非常困難，假設下一次客戶需要再發生變化，再次改變將增加非常大的成本；小成決定置辦塑膠分廠 B 來生產 B 類產品。

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）抽象工廠模式（Abstract Factory）

#● 定義

在不指定特定類別的情況下創建一系列相關或依賴對象。通常創建的類別都實作相同的介面。抽象工廠的客戶並不關心這些物件是如何創建的，它只是知道它們是如何一起運作的。

● 程式碼範例： 有兩個工廠，A 工廠負責運輸，B 工廠生產數位產品.

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）簡單工廠模式（Simple Factory）

● 定義

簡單工廠模式是一個精簡版的工廠模式。工廠角色-具體產品-抽象產品

● 程式碼範例 ：

一個農場，要向市場銷售水果。農場裡有三種水果 蘋果、葡萄，我們設想：1、水果有多種屬性，每個屬性都有不同，但是，他們有共同的地方 | 生長、種植、收貨、吃。將來有可能會增加新的水果、我們需要定義一個介面來規範他們必須實現的方法.

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）

##●定義

相比正常建立一個物件(new Foo () )，先建立一個原型，然後複製它會更節省開銷。

● 程式碼範例： 為每一本書設定標題

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）物件池模式（Pool）

● 定義

#物件池可以用於建構並且存放一系列的物件並在需要時取得呼叫。在初始化實例成本高，實例化率高，可用實例不足的情況下，物件池可以大幅提升效能。在創建物件（尤其是透過網路）時間花銷不確定的情況下，透過物件池在短期時間內就可以獲得所需的物件。

● 程式碼範例 

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）

● 定義

將一個複雜物件的建造與它的表示分離，使得同樣的建造過程可以創建不同的表示

● 2）程式碼範例  建造相同標準的卡車和汽車。類似於變形金剛，相同的零件進行不同的組合.

● 分為Director 導演者，負責構建、BuilderInterface 構建接口，規範建造標準、TruckBuilder 構建卡車類CarBuilder 構建汽車類

Vehicle 零件公共類別、Truck Car Engine Wheel Door 零件類別、DirectorTest 測試類別

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());

以上是PHP設計模式（創建型）的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！