常見的PHP五種設(shè)計(jì)模式小結(jié)

更新時間：2024年05月08日 10:05:07 投稿：mdxy-dxy

設(shè)計(jì)模式不僅代表著更快開發(fā)健壯軟件的有用方法,而且還提供了以友好的術(shù)語封裝大型理念的方法,本文主要介紹了常見的PHP五種設(shè)計(jì)模式小結(jié),感興趣的可以了解一下

設(shè)計(jì)模式一書將設(shè)計(jì)模式引入軟件社區(qū)，該書的作者是 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides Design。所介紹的設(shè)計(jì)模式背后的核心概念非常簡單。經(jīng)過多年的軟件開發(fā)實(shí)踐，Gamma 等人發(fā)現(xiàn)了某些具有固定設(shè)計(jì)的模式，就像建筑師設(shè)計(jì)房子和建筑物一樣，可以為浴室的位置或廚房的構(gòu)造方式開發(fā)模板。使用這些模板或者說設(shè)計(jì)模式意味著可以更快地設(shè)計(jì)更好的建筑物。同樣的概念也適用于軟件。

設(shè)計(jì)模式不僅代表著更快開發(fā)健壯軟件的有用方法，而且還提供了以友好的術(shù)語封裝大型理念的方法。例如，您可以說您正在編寫一個提供松散耦合的消息傳遞系統(tǒng)，也可以說你正在編寫名稱為觀察者的模式。

用較小的示例展示模式的價值是非常困難的。這往往有些大材小用的意味，因?yàn)槟Ｊ綄?shí)際上是在大型代碼庫中發(fā)揮作用的。本文不展示大型應(yīng)用程序，所以您需要思索的是在您自己的大型應(yīng)用程序中應(yīng)用示例原理的方法 —— 而不是本文演示的代碼本身。這不是說您不應(yīng)該在小應(yīng)用程序中使用模式。很多良好的應(yīng)用程序都以小應(yīng)用程序?yàn)槠瘘c(diǎn)，逐漸發(fā)展到大型應(yīng)用程序，所以沒有理由不以此類扎實(shí)的編碼實(shí)踐為基礎(chǔ)。

既然您已經(jīng)了解了設(shè)計(jì)模式以及它們的有用之處，現(xiàn)在我們來看看 PHP V5 的五種常用模式。

工廠模式

最初在設(shè)計(jì)模式一書中，許多設(shè)計(jì)模式都鼓勵使用松散耦合。要理解這個概念，讓我們最好談一下許多開發(fā)人員從事大型系統(tǒng)的艱苦歷程。在更改一個代碼片段時，就會發(fā)生問題，系統(tǒng)其他部分 —— 您曾認(rèn)為完全不相關(guān)的部分中也有可能出現(xiàn)級聯(lián)破壞。

該問題在于緊密耦合。系統(tǒng)某個部分中的函數(shù)和類嚴(yán)重依賴于系統(tǒng)的其他部分中函數(shù)和類的行為和結(jié)構(gòu)。您需要一組模式，使這些類能夠相互通信，但不希望將它們緊密綁定在一起，以避免出現(xiàn)聯(lián)鎖。

在大型系統(tǒng)中，許多代碼依賴于少數(shù)幾個關(guān)鍵類。需要更改這些類時，可能會出現(xiàn)困難。例如，假設(shè)您有一個從文件讀取的 User 類。您希望將其更改為從數(shù)據(jù)庫讀取的其他類，但是，所有的代碼都引用從文件讀取的原始類。這時候，使用工廠模式會很方便。

工廠模式是一種類，它具有為您創(chuàng)建對象的某些方法。您可以使用工廠類創(chuàng)建對象，而不直接使用 new。這樣，如果您想要更改所創(chuàng)建的對象類型，只需更改該工廠即可。使用該工廠的所有代碼會自動更改。

清單 1 顯示工廠類的一個示列。等式的服務(wù)器端包括兩個部分：數(shù)據(jù)庫和一組 PHP 頁面，這些頁面允許您添加反饋、請求反饋列表并獲取與特定反饋相關(guān)的文章。

清單 1. Factory1.php

<?php
interface IUser
{
 function getName();
}

class User implements IUser
{
 public function __construct( $id ) { }

 public function getName()
 {
  return "Jack";
 }
}

class UserFactory
{
 public static function Create( $id )
 {
  return new User( $id );
 }
}

$uo = UserFactory::Create( 1 );
echo( $uo->getName()."\n" );
?>

IUser 接口定義用戶對象應(yīng)執(zhí)行什么操作。IUser 的實(shí)現(xiàn)稱為 User，UserFactory 工廠類則創(chuàng)建 IUser 對象。此關(guān)系可以用圖 1 中的 UML 表示。

圖 1. 工廠類及其相關(guān) IUser 接口和用戶類

工廠類及其相關(guān) IUser 接口和用戶類

如果您使用 php 解釋器在命令行上運(yùn)行此代碼，將得到如下結(jié)果：

% php factory1.php 
Jack
%

測試代碼會向工廠請求 User 對象，并輸出 getName 方法的結(jié)果。

有一種工廠模式的變體使用工廠方法。類中的這些公共靜態(tài)方法構(gòu)造該類型的對象。如果創(chuàng)建此類型的對象非常重要，此方法非常有用。例如，假設(shè)您需要先創(chuàng)建對象，然后設(shè)置許多屬性。此版本的工廠模式會將該進(jìn)程封裝在單個位置中，這樣，不用復(fù)制復(fù)雜的初始化代碼，也不必將復(fù)制好的代碼在在代碼庫中到處粘貼。

清單 2 顯示使用工廠方法的一個示例。

清單 2. Factory2.php

<?php
interface IUser
{
 function getName();
}

class User implements IUser
{
 public static function Load( $id ) 
 {
    return new User( $id );
 }

 public static function Create( ) 
 {
    return new User( null );
 }

 public function __construct( $id ) { }

 public function getName()
 {
  return "Jack";
 }
}

$uo = User::Load( 1 );
echo( $uo->getName()."\n" );
?>

這段代碼要簡單得多。它僅有一個接口 IUser 和一個實(shí)現(xiàn)此接口的 User 類。User 類有兩個創(chuàng)建對象的靜態(tài)方法。此關(guān)系可用圖 2 中的 UML 表示。

圖 2. IUser 接口和帶有工廠方法的 user 類

IUser 接口和帶有工廠方法的用戶類

在命令行中運(yùn)行腳本產(chǎn)生的結(jié)果與清單 1 的結(jié)果相同，如下所示：

% php factory2.php 
Jack
%

如上所述，有時此類模式在規(guī)模較小的環(huán)境中似乎有些大材小用。不過，最好還是學(xué)習(xí)這種扎實(shí)的編碼形式，以便應(yīng)用于任意規(guī)模的項(xiàng)目中。

單元素模式

某些應(yīng)用程序資源是獨(dú)占的，因?yàn)橛星抑挥幸粋€此類型的資源。例如，通過數(shù)據(jù)庫句柄到數(shù)據(jù)庫的連接是獨(dú)占的。您希望在應(yīng)用程序中共享數(shù)據(jù)庫句柄，因?yàn)樵诒３诌B接打開或關(guān)閉時，它是一種開銷，在獲取單個頁面的過程中更是如此。

單元素模式可以滿足此要求。如果應(yīng)用程序每次包含且僅包含一個對象，那么這個對象就是一個單元素（Singleton）。清單 3 中的代碼顯示了 PHP V5 中的一個數(shù)據(jù)庫連接單元素。

清單 3. Singleton.php

<?php
require_once("DB.php");

class DatabaseConnection
{
 public static function get()
 {
  static $db = null;
  if ( $db == null )
   $db = new DatabaseConnection();
  return $db;
 }

 private $_handle = null;

 private function __construct()
 {
  $dsn = 'mysql://root:password@localhost/photos';
  $this->_handle =& DB::Connect( $dsn, array() );
 }
 
 public function handle()
 {
  return $this->_handle;
 }
}

print( "Handle = ".DatabaseConnection::get()->handle()."\n" );
print( "Handle = ".DatabaseConnection::get()->handle()."\n" );
?>

此代碼顯示名為 DatabaseConnection 的單個類。您不能創(chuàng)建自已的 DatabaseConnection，因?yàn)闃?gòu)造函數(shù)是專用的。但使用靜態(tài) get 方法，您可以獲得且僅獲得一個 DatabaseConnection 對象。此代碼的 UML 如圖 3 所示。

圖 3. 數(shù)據(jù)庫連接單元素

在兩次調(diào)用間，handle 方法返回的數(shù)據(jù)庫句柄是相同的，這就是最好的證明。您可以在命令行中運(yùn)行代碼來觀察這一點(diǎn)。

% php singleton.php 
Handle = Object id #3
Handle = Object id #3
%

返回的兩個句柄是同一對象。如果您在整個應(yīng)用程序中使用數(shù)據(jù)庫連接單元素，那么就可以在任何地方重用同一句柄。

您可以使用全局變量存儲數(shù)據(jù)庫句柄，但是，該方法僅適用于較小的應(yīng)用程序。在較大的應(yīng)用程序中，應(yīng)避免使用全局變量，并使用對象和方法訪問資源。

觀察者模式

觀察者模式為您提供了避免組件之間緊密耦合的另一種方法。該模式非常簡單：一個對象通過添加一個方法（該方法允許另一個對象，即觀察者注冊自己）使本身變得可觀察。當(dāng)可觀察的對象更改時，它會將消息發(fā)送到已注冊的觀察者。這些觀察者使用該信息執(zhí)行的操作與可觀察的對象無關(guān)。結(jié)果是對象可以相互對話，而不必了解原因。

一個簡單示例是系統(tǒng)中的用戶列表。清單 4 中的代碼顯示一個用戶列表，添加用戶時，它將發(fā)送出一條消息。添加用戶時，通過發(fā)送消息的日志觀察者可以觀察此列表。

清單 4. Observer.php

<?php
interface IObserver
{
 function onChanged( $sender, $args );
}

interface IObservable
{
 function addObserver( $observer );
}

class UserList implements IObservable
{
 private $_observers = array();

 public function addCustomer( $name )
 {
  foreach( $this->_observers as $obs )
   $obs->onChanged( $this, $name );
 }

 public function addObserver( $observer )
 {
  $this->_observers []= $observer;
 }
}

class UserListLogger implements IObserver
{
 public function onChanged( $sender, $args )
 {
  echo( "'$args' added to user list\n" );
 }
}

$ul = new UserList();
$ul->addObserver( new UserListLogger() );
$ul->addCustomer( "Jack" );
?>

此代碼定義四個元素：兩個接口和兩個類。IObservable 接口定義可以被觀察的對象，UserList 實(shí)現(xiàn)該接口，以便將本身注冊為可觀察。IObserver 列表定義要通過怎樣的方法才能成為觀察者，UserListLogger 實(shí)現(xiàn) IObserver 接口。圖 4 的 UML 中展示了這些元素。

可觀察的用戶列表和用戶列表事件日志程序

圖 4. 可觀察的用戶列表和用戶列表事件日志程序

如果在命令行中運(yùn)行它，您將看到以下輸出：

% php observer.php 
'Jack' added to user list
%

測試代碼創(chuàng)建 UserList，并將 UserListLogger 觀察者添加到其中。然后添加一個消費(fèi)者，并將這一更改通知 UserListLogger。

認(rèn)識到 UserList 不知道日志程序?qū)?zhí)行什么操作很關(guān)鍵。可能存在一個或多個執(zhí)行其他操作的偵聽程序。例如，您可能有一個向新用戶發(fā)送消息的觀察者，歡迎新用戶使用該系統(tǒng)。這種方法的價值在于 UserList 忽略所有依賴它的對象，它主要關(guān)注在列表更改時維護(hù)用戶列表并發(fā)送消息這一工作。

此模式不限于內(nèi)存中的對象。它是在較大的應(yīng)用程序中使用的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動的消息查詢系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

命令鏈模式

命令鏈模式以松散耦合主題為基礎(chǔ)，發(fā)送消息、命令和請求，或通過一組處理程序發(fā)送任意內(nèi)容。每個處理程序都會自行判斷自己能否處理請求。如果可以，該請求被處理，進(jìn)程停止。您可以為系統(tǒng)添加或移除處理程序，而不影響其他處理程序。清單 5 顯示了此模式的一個示例。

清單 5. Chain.php

<?php
interface ICommand
{
 function onCommand( $name, $args );
}

class CommandChain
{
 private $_commands = array();

 public function addCommand( $cmd )
 {
  $this->_commands []= $cmd;
 }

 public function runCommand( $name, $args )
 {
  foreach( $this->_commands as $cmd )
  {
   if ( $cmd->onCommand( $name, $args ) )
    return;
  }
 }
}

class UserCommand implements ICommand
{
 public function onCommand( $name, $args )
 {
  if ( $name != 'addUser' ) return false;
  echo( "UserCommand handling 'addUser'\n" );
  return true;
 }
}

class MailCommand implements ICommand
{
 public function onCommand( $name, $args )
 {
  if ( $name != 'mail' ) return false;
  echo( "MailCommand handling 'mail'\n" );
  return true;
 }
}

$cc = new CommandChain();
$cc->addCommand( new UserCommand() );
$cc->addCommand( new MailCommand() );
$cc->runCommand( 'addUser', null );
$cc->runCommand( 'mail', null );
?>

此代碼定義維護(hù) ICommand 對象列表的 CommandChain 類。兩個類都可以實(shí)現(xiàn) ICommand 接口 —— 一個對郵件的請求作出響應(yīng)，另一個對添加用戶作出響應(yīng)。圖 5 給出了 UML。

命令鏈及其相關(guān)命令

圖 5. 命令鏈及其相關(guān)命令

如果您運(yùn)行包含某些測試代碼的腳本，則會得到以下輸出：

% php chain.php 
UserCommand handling 'addUser'
MailCommand handling 'mail'
%

代碼首先創(chuàng)建 CommandChain 對象，并為它添加兩個命令對象的實(shí)例。然后運(yùn)行兩個命令以查看誰對這些命令作出了響應(yīng)。如果命令的名稱匹配 UserCommand 或 MailCommand，則代碼失敗，不發(fā)生任何操作。

為處理請求而創(chuàng)建可擴(kuò)展的架構(gòu)時，命令鏈模式很有價值，使用它可以解決許多問題。

策略模式

我們講述的最后一個設(shè)計(jì)模式是策略模式。在此模式中，算法是從復(fù)雜類提取的，因而可以方便地替換。例如，如果要更改搜索引擎中排列頁的方法，則策略模式是一個不錯的選擇。思考一下搜索引擎的幾個部分 —— 一部分遍歷頁面，一部分對每頁排列，另一部分基于排列的結(jié)果排序。在復(fù)雜的示例中，這些部分都在同一個類中。通過使用策略模式，您可將排列部分放入另一個類中，以便更改頁排列的方式，而不影響搜索引擎的其余代碼。

作為一個較簡單的示例，清單 6 顯示了一個用戶列表類，它提供了一個根據(jù)一組即插即用的策略查找一組用戶的方法。

清單 6. Strategy.php

<?php
interface IStrategy
{
 function filter( $record );
}

class FindAfterStrategy implements IStrategy
{
 private $_name;

 public function __construct( $name )
 {
  $this->_name = $name;
 }

 public function filter( $record )
 {
  return strcmp( $this->_name, $record ) <= 0;
 }
}

class RandomStrategy implements IStrategy
{
 public function filter( $record )
 {
  return rand( 0, 1 ) >= 0.5;
 }
}

class UserList
{
 private $_list = array();

 public function __construct( $names )
 {
  if ( $names != null )
  {
   foreach( $names as $name )
   {
    $this->_list []= $name;
   }
  }
 }

 public function add( $name )
 {
  $this->_list []= $name;
 }

 public function find( $filter )
 {
  $recs = array();
  foreach( $this->_list as $user )
  {
   if ( $filter->filter( $user ) )
    $recs []= $user;
  }
  return $recs;
 }
}

$ul = new UserList( array( "Andy", "Jack", "Lori", "Megan" ) );
$f1 = $ul->find( new FindAfterStrategy( "J" ) );
print_r( $f1 );

$f2 = $ul->find( new RandomStrategy() );
print_r( $f2 );
?>

此代碼的 UML 如圖 6 所示。

用戶列表和用于選擇用戶的策略

圖 6. 用戶列表和用于選擇用戶的策略

UserList 類是打包名稱數(shù)組的一個包裝器。它實(shí)現(xiàn) find 方法，該方法利用幾個策略之一來選擇這些名稱的子集。這些策略由 IStrategy 接口定義，該接口有兩個實(shí)現(xiàn)：一個隨機(jī)選擇用戶，另一個根據(jù)指定名稱選擇其后的所有名稱。運(yùn)行測試代碼時，將得到以下輸出：

% php strategy.php 
Array
(
  [0] => Jack
  [1] => Lori
  [2] => Megan
)
Array
(
  [0] => Andy
  [1] => Megan
)
%

測試代碼為兩個策略運(yùn)行同一用戶列表，并顯示結(jié)果。在第一種情況中，策略查找排列在 J 后的任何名稱，所以您將得到 Jack、Lori 和 Megan。第二個策略隨機(jī)選取名稱，每次會產(chǎn)生不同的結(jié)果。在這種情況下，結(jié)果為 Andy 和 Megan。

策略模式非常適合復(fù)雜數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，二者在數(shù)據(jù)篩選、搜索或處理的方式方面需要較高的靈活性。