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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：
                       ![SouthEast][]
 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：
                                                                                        ![SouthEast 1][]  
    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：  
                                       ![SouthEast 2][]  
  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：  
                                   ![SouthEast 3][]
    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][Link 1]，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。  
                                                          ![SouthEast 4][]  
      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：
                      ![SouthEast 5][]  
       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：

　　　　　　　　 SouthEast 6

　　　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。

　　　　　　　　 SouthEast 7

　　　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][Link 2]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。
                                 ![SouthEast 8][]  
   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

<?php
/**
* Created by PhpStorm.
* User: Jiang
* Date: 2015/4/9
* Time: 21:48
*/
/**抽象产品角色
* Interface IProduct 产品接口
*/
interface IProduct
{
/**X轴旋转
* @return mixed
*/
function XRotate();
/**Y轴旋转
* @return mixed
*/
function YRotate();
}
/**具体产品角色
* Class XProduct X轴旋转产品
*/
class XProduct implements IProduct
{
private $xMax=1;
private $yMax=1;
function __construct($xMax,$yMax)
{
$this->xMax=$xMax;
$this->yMax=1;
}
function XRotate()
{
echo “您好，我是X轴旋转产品，X轴转转转。。。。。。”;
}
function YRotate()
{
echo “抱歉，我是X轴旋转产品，我没有Y轴。。。。。。”;
}
}
/**具体产品角色
* Class YProduct Y轴旋转产品
*/
class YProduct implements IProduct
{
private $xMax=1;
private $yMax=1;
function __construct($xMax,$yMax)
{
$this->xMax=1;
$this->yMax=$yMax;
}
function XRotate()
{
echo “抱歉，我是Y轴旋转产品，我没有X轴。。。。。。”;
}
function YRotate()
{
echo “您好，我是Y轴旋转产品，Y轴转转转。。。。。。”;
}
}
/**具体产品角色
* Class XYProduct XY轴都可旋转产品
*/
class XYProduct implements IProduct
{
private $xMax=1;
private $yMax=1;
function __construct($xMax,$yMax)
{
$this->xMax=$xMax;
$this->yMax=$yMax;
}
function XRotate()
{
echo “您好，我是XY轴都可旋转产品，X轴转转转。。。。。。”;
}
function YRotate()
{
echo “您好，我是XY轴都可旋转产品，Y轴转转转。。。。。。”;
}
}
/**工厂角色
* Class ProductFactory
*/
class ProductFactory
{
static function GetInstance($xMax,$yMax)
{
if($xMax>1 && $yMax===1)
{
return new XProduct($xMax,$yMax);
}
elseif($xMax===1 && $yMax>1)
{
return new YProduct($xMax,$yMax);
}
elseif($xMax>1 && $yMax>1)
{
return new XYProduct($xMax,$yMax);
}
else
{
return null;
}
}
}

     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

<?php
/**
* Created by PhpStorm.
* User: Jiang
* Date: 2015/4/9
* Time: 21:54
*/
require_once “./SimpleFactory/SimpleFactory.php”;
header(“Content-Type:text/html;charset=utf-8”);
$pro=array();
$pro[]=ProductFactory::GetInstance(1,12);
$pro[]=ProductFactory::GetInstance(12,1);
$pro[]=ProductFactory::GetInstance(12,12);
$pro[]=ProductFactory::GetInstance(0,12);
foreach($pro as $v)
{
if($v)
{
echo “
“;
$v->XRotate();
echo “
“;
$v->YRotate();
}
else
{
echo “非法产品！
“;
}
echo “
“;
}

  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。