PHP 中常用的设计模式

2024-06-26
上海
本文字数：8240 字
阅读完需：约 27 分钟

创建型模式
单例模式、工厂模式、简单工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式
结构型模式
适配器模式、组合模式、代理模式、外观模式、装饰器模式、桥接模式、享元模式
行为型模式
观察者模式、迭代子模式、策略模式、命令模式、模板方法模式、责任链模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、注册模式

单例模式

什么是单例模式？
单例模式通俗定义，一个类只有一个实例。而且是内部自行实例化并向整个系统全局地提供这个实例。它不会创建实例副本，而是返回单例类内部存储的实例一个引用。

上面的代码用静态变量实现了单例模式和创建单例的静态方法 getInstance(). 请注意以下几点：
构造函数 __construct() 被声明为 protected 是为了防止用 new 操作符在这个类之外创建新的实例。
魔术方法 __clone() 被声明为 private 是为了防止用 clone 操作符克隆出新的实例.
魔术方法 __wakeup() 被声明为 private 是为了防止通过全局函数 unserialize() 反序列化这个类的实例。
新的实例是用过静态方法 getInstance() 使用后期静态绑定生成的。这允许我们对 Singleton 类进行继承，并且在取得 SingletonChild 的单例时不会出现问题。
单例模式是非常有用的，特别是我们需要确保在整个请求的声明周期内只有一个实例存在。典型的应用场景是，当我们有一个全局的对象（比如配置类）或一个共享的资源（比如事件队列）时。
你应该非常小心地使用单例模式，因为它非常自然地引入了全局状态到你的应用中，降低了可测试性。在大多数情况下，依赖注入可以（并且应该）代替单例类。使用依赖注入意味着我们不会在设计应用时引入不必要的耦合，因为对象使用共享的或全局的资源，不再需要耦合具体的类。

<?php/** *  我们如何来写一个属于自己的单例类呢？ *  写一个单例类是否有什么规则可寻？ *  1.有一个静态成员变量来保存类的唯一实例 *  2.构造函数和克隆函数必须申明为私有的（防止外部程序能通过 new 关键字进行创建对象） *  3.公共的静态方法可以访问类的实例作为一个引用返回 *  4.只能实例化一次 */

class Obj{
    protected static $_Ins;
    public $str = null;
    private function __construct()    {        $this->str = mt_rand(100,999);    }
    private function __clone(){
    }
    public static function getInstance(){        if (!(self::$_Ins instanceof self)){            self::$_Ins = new self();        }        return self::$_Ins;    }

}
$a = Obj::getInstance();$b = Obj::getInstance();
var_dump($a);echo '<br/><hr/>';var_dump($b);echo '<br/><hr/>';var_dump($a === $b); // true

或者采用 ci 框架比较古老的单例方法
<?php
class ClassName{    private static $instance;
  function __construct()  {    // 运用了 $this 因此下面调用的时候必须先实例化    self::$instance =& $this;  }
  public static function &get_instance()  {    return self::$instance;  }
}
$aa = new ClassName;$bb = ClassName::get_instance();$cc = ClassName::get_instance();
echo '<pre>';var_dump($aa);
echo '<pre>';var_dump($bb);
echo '<pre>';var_dump($cc);

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策略模式

什么是策略模式？
定义了算法家族，分别封装起来，让它们之间可以相互替换，此模式让算法的变化不会影响到使用算法的用户。使用策略模式可以实现 Ioc、依赖倒置、控制反转

<?php/** * 策略模式 * 需求：同样一份数据需要导出不同的格式 */
class DataModel {    private $writer;    public function __construct($writer){        $this->writer = $writer;    }
    public function export(){        $data = [            [1, 'This is first'],            [2, 'This is second'],            [3, 'This is third']        ];        $this->writer->write($data);    }
}
abstract class Writer {    protected $_file;    public function __construct($file){        $this->_file = $file;    }
    // 强制要求子类定义 write 方法    abstract function write($data);}
/** * 以 CSV 格式写入数据 */class CsvWriter extends Writer {
    public function write($data) {        $fp = fopen($this->_file, 'w');        foreach ($data as $row) {            fputcsv($fp, $row);        }        fclose($fp);    }
}
/** * 以 Html 格式写入数据 */class HtmlWriter extends Writer {
    public function write($data) {        $fp = fopen($this->_file, 'w');        fwrite($fp, '<table>');        foreach ($data as $row) {            fwrite($fp, '<tr><td>' . implode('</td><td>', $row) . '</td></tr>\n');        }        fwrite($fp, '</table>');        fclose($fp);    }
}
$model = new DataModel(new CsvWriter('D:\test.csv'));$model->export();

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/** * * 需求：假如一个电商网站系统，针对男性女性用户要各自跳转到不同的商品类目，并且所有广告位展示不同的广告 */  // UserStrategy.php  <?php
namespace IMooc;
interface UserStrategy {
    function showAd();
    function showCategory();
}
// FemaleUserStrategy.php<?php
namespace IMooc;
class FemaleUserStrategy implements UserStrategy {
    function showAd () {        echo '2014新款女装';    }
    function showCategory () {        echo '女装';    }
}
// MaleUserStrategy.php<?phpnamespace IMooc;
class MaleUserStrategy implements UserStrategy {
    function showAd () {        echo '2014男装秀';    }
    function showCategory () {        echo '男装';    }
}
// 调用class Page {
    protected $strategy;
    function index () {        echo 'AD:';        $this->strategy->showAd();
        echo '<br/>';
        echo 'Category:';        $this->strategy->showCategory();    }
    function setStrategy (\IMooc\UserStrategy $strategy) {        $this->strategy = $strategy;    }

}
$page = new Page;
if (isset($_GET['female'])) {    $strategy = new \IMooc\FemaleUserStrategy();} else {    $strategy = new \IMooc\MaleUserStrategy();}
$page->setStrategy($strategy);$page->index();

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观察者模式

什么是观察者模式？定义了一种一对多的依赖关系，让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时，会通知所有观察者对象，使它们能够自动更新自己。

应用场景：一个事件发生后，要执行一连串更新操作。传统的编程方式，就是在事件的代码之后直接加入处理逻辑。当更新的逻辑增多之后，代码会变得难以维护。这种方式是耦合的，侵入式的，增加新的逻辑需要修改事件主体的代码。

// EventGenerator.php 中<?php
namespace IMooc;
abstract class EventGenerator {
    private $observers = array();
    // 添加观察者    function addObserver (Observer $observer) {        $this->observers[] = $observer;    }
    // 调用每一个观察者的 update 方法    function notify () {        foreach ($this->observers as $observer) {            $observer->update();        }    }
}

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Observer.php 中

<?php
namespace IMooc;
interface Observer {
    function update ($envent_info = null);

}

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调用观察者

class Event extends \IMooc\EventGenerator {
    function trigger () {        $this->notify();    }

}
// 观察者1class Observer1 implements \IMooc\Observer {
    function update ($event_info = null) {        echo "逻辑1<br /> \n";    }
}
// 观察者2class Observer2 implements \IMooc\Observer {
    function update ($event_info = null) {        echo "逻辑2<br /> \n";    }
}
$event = new Event;$event->addObserver(new Observer1);$event->addObserver(new Observer2);$event->trigger();

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工厂模式

什么是工厂模式？工厂方法或者类生成对象，而不是在代码中直接 new，好处在于改动一个类的名称或者参数时，只需要改动一个地方

// Factory.php<?phpnamespace IMooc;
class Factory {
    public static function createDatabase () {        // 在这里 实例化需要用到的对象        return new Database();    }
}

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外部调用时

<?phpvar_dump(IMooc\Factory::createDatabase());

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注册树模式

什么是注册树模式？解决全局共享和交换对象

// Register.php<?phpnamespace IMooc;
class Register {
    protected static $objects;
    /**     * 注册实例     * @param [type] $alias  实例别名     * @param [type] $object 实例对象     */    static function set ($alias, $object) {        self::$objects[$alias] = $object;    }
    // 获取对象实例    static function get ($name) {        return self::$objects[$name];    }
    // 删除对象实例    static function _unset ($alias) {        unset(self::$objects[$alias]);    }
}

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可以放在工厂文件中之后再在其他地方调用

// Factory.php 中设置Register::set('db', Database::getInstance());
// 其它文件中调用$db = \IMooc\Register::get('db');

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适配器模式

什么是适配器模式？

适配器模式，可以将截然不同的函数接口封装成统一的 API；
实际应用举例，PHP 的数据库操作有 mysql，mysqli，pdo 3 种，可以用适配器模式统一成一致。类似的场景还有 cache 适配器，将 memcache，redis，file，apc 等不同的缓存函数，统一成一致。

// Database.php 文件中<?phpnamespace IMooc;
interface IDatabase {
    function connect ($host, $user, $passwd, $dbname);
    function query($sql);
    function close();
}
class Database {
    protected static $db;
    // 获取对象实例    public static function getInstance(){
        if (!(self::$db instanceof self)){            self::$db = new self();        }        return self::$db;    }
    private function __construct(){}
    private function __clone(){}
    public static function where($where){        return $this;    }
    public static function order($order){        return $this;    }

    public static function limit($limit){        return $this;    }

}

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IMooc\Database\PDO.php 文件中

<?phpnamespace IMooc\Database;
use IMooc\IDatabase;
class PDO implements IDatabase {
    protected $conn;
    function connect ($host, $user, $passwd, $dbname) {        $this->conn = new \PDO("mysql:host=$host;dbname=$dbname", $user, $passwd);    }
    function query ($sql) {        return $this->conn->query($sql);    }
    function close () {        unset($this->conn);    }
}

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调用

$db = new IMooc\Database\PDO();
$db->connect('127.0.0.1', 'root', '123456', 'test');$res = $db->query('show databases');$db->close();

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数据对象映射模式

什么是数据对象映射模式？

数据对象映射模式，是将对象和数据存储映射起来，对一个对象的操作会映射为对数据存储的操作。

<?phpnamespace IMooc;
class User {
    public $id;    public $name;    public $phone;    public $regtime;
    protected $db;
    function __construct ($id) {        $this->db = new \IMooc\Database\MySQLi();        $this->db->connect('127.0.0.1', 'root', '123456', 'test');        $res = $this->db->query('select * from user limit 1');        $data = $res->fetch_assoc();
        $this->id = $id;        $this->name = $data['name'];        $this->phone = $data['phone'];        $this->regtime = $data['regtime'];
    }
    // 运用析构函数的特性实现更新操作    function __destruct () {        $this->db->query("update user set name = '{$this->name}',            phone = '{$this->phone}',regtime = '$this->regtime'              where id = '{$this->id}' limit 1 ");    }
}

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调用

$user = new \IMooc\User(1);

$user->phone = 18502728040;$user->name = '张三';$user->regtime = time();

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原型模式

什么是原型模式？

与工厂模式作用类似，都是用来创建对象。
与工厂模式的实现不同，原型模式是先创建好一个原型对象，然后通过 clone 原型对象来创建新的对象。这样就免去了类创建时重复的初始化操作。
原型模式适用于大对象的创建。创建一个大对象需要很大的开销，如果每次 new 就会消耗很大，原型模式仅需内存拷贝即可。

传统写法

// 实例化画布对象$canvas1 = new IMooc\Canvas();// 初始化画布操作$canvas1->init();// 对画布1进行绘制$canvas1->rect(3,6,4,12);$canvas1->draw();

// 实例化画布对象$canvas2 = new IMooc\Canvas();// 初始化画布操作$canvas2->init();// 对画布2进行绘制$canvas1->rect(1,6,4,18);$canvas2->draw();

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使用原型模式

// 实例化画布对象$prototype = new IMooc\Canvas();// 初始化画布操作$prototype->init();

$canvas1 = clone $prototype;// 对画布1进行绘制$canvas1->rect(3,6,4,12);$canvas1->draw();
$canvas2 = clone $prototype;// 对画布2进行绘制$canvas2->rect(3,6,4,12);$canvas2->draw();

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装饰器模式

装饰器模式（Decorator），可以动态地添加修改类的功能。
一个类提供了一项功能，如果要在修改并添加额外的功能，传统的编程模式，需要写一个子类继承它，并重新实现类的方法。
使用装饰器模式，仅需要在运行时添加一个装饰器对象即可实现，可以实现最大的灵活性。

IMooc\Canvas.php


<?phpnamespace IMooc;
class Canvas{    public $data;
    /**     * 保存装饰器     *     * @var array     */    protected $decorators = array();
    /**     * 初始化画布     *     * @param int $width     * @param int $height     */    function init($width = 20, $height = 10)    {        $data = array();        for($i = 0; $i < $height; $i++)        {            for($j = 0; $j < $width; $j++)            {                $data[$i][$j] = '*';            }        }        $this->data = $data;    }
    /**     * 添加装饰器     *     * @param DrawDecorator $decorator     */    function addDecorator(DrawDecorator $decorator)    {        $this->decorators[] = $decorator;    }
    /**     * 画画前的调用方法     */    function beforeDraw()    {        foreach($this->decorators as $decorator)        {            $decorator->beforeDraw();        }    }
    /**     * 画画后的调用方法     */    function afterDraw()    {        // 需要进行反转，beforeDraw 方法是先进，afterDraw 方法是先出  （先进先出，后进后出）        $decorators = array_reverse($this->decorators);        foreach($decorators as $decorator)        {            $decorator->afterDraw();        }    }
    /**     * 画画     */    function draw()    {        $this->beforeDraw();        foreach($this->data as $line)        {            foreach($line as $char)            {                echo $char;            }            echo "<br />\n";        }        $this->afterDraw();    }
    function rect($a1, $a2, $b1, $b2)    {        foreach($this->data as $k1 => $line)        {            if ($k1 < $a1 or $k1 > $a2) continue;            foreach($line as $k2 => $char)            {                if ($k2 < $b1 or $k2 > $b2) continue;                $this->data[$k1][$k2] = '&nbsp;';            }        }    }}

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IMooc\DrawDecorator.php


<?phpnamespace IMooc;
interface DrawDecorator{    function beforeDraw();    function afterDraw();}

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IMooc\ColorDrawDecorator.php


<?phpnamespace IMooc;
class ColorDrawDecorator implements DrawDecorator{    protected $color;    function __construct($color = 'red')    {        $this->color = $color;    }    function beforeDraw()    {        echo "<div style='color: {$this->color};'>";    }    function afterDraw()    {        echo "</div>";    }}

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IMooc\SizeDrawDecorator.php


<?phpnamespace IMooc;
class SizeDrawDecorator implements DrawDecorator{    protected $size;    function __construct($size = '14px')    {        $this->size = $size;    }
    function beforeDraw()    {        echo "<div style='font-size: {$this->size};'>";    }
    function afterDraw()    {        echo "</div>";    }}

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调用


$canvas = new \IMooc\Canvas();$canvas->init();$canvas->addDecorator(new \IMooc\ColorDrawDecorator('green'));// $canvas->addDecorator(new \IMooc\SizeDrawDecorator('10px'));$canvas->rect(3, 6, 4, 12);$canvas->draw();

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迭代器模式

迭代器模式，在不需要了解内部实现的前提下，遍历一个聚合对象的内部元素。
相比于传统的编程模式，迭代器模式可以隐藏遍历元素的所需的操作。

IMooc\AllUser.php


<?phpnamespace IMooc;
class AllUser implements \Iterator{    protected $ids;    protected $data = array();    protected $index;  // 迭代器的当前位置
    function __construct()    {        $db = Factory::getDatabase();        $result = $db->query("select id from user");        $this->ids = $result->fetch_all(MYSQLI_ASSOC);    }
    // 当前元素    function current()    {        $id = $this->ids[$this->index]['id'];        // 获取指定 id 的用户信息        return Factory::getUser($id);    }
    // 下一个元素    function next()    {        $this->index ++;    }
    // 是否还有下一个元素    function valid()    {        return $this->index < count($this->ids);    }
    // 重置迭代器    function rewind()    {        $this->index = 0;    }
    // 获取当前的位置    function key()    {        return $this->index;    }
}

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调用


// 所有的用户信息$users = new \IMooc\AllUser();
foreach ($users as $user) {    var_dump($user);}

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代理模式

在客户端与实体之间建立一个代理对象（proxy），客户端对实体进行操作全部委派给代理对象，隐藏实体的具体实现细节。
proxy 还可以与业务代码分离，部署到另外的服务器。业务代码中通过 RPC 来委派任务。

IMooc\Proxy.php


<?phpnamespace IMooc;
class Proxy implements IUserProxy{    // 从数据库用于 读取 操作    function getUserName($id)    {        $db = Factory::getDatabase('slave');        $db->query("select name from user where id =$id limit 1");    }
    // 主数据库用于 更新 操作    function setUserName($id, $name)    {        $db = Factory::getDatabase('master');        $db->query("update user set name = $name where id =$id limit 1");    }}

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IMooc\IUserProxy.php


<?phpnamespace IMooc;
interface IUserProxy{    function getUserName($id);    function setUserName($id, $name);}

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调用


$proxy = new \IMooc\Proxy();$proxy->getUserName($id);$proxy->setUserName($id, $name);

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/4a5f872a18cfadf9c6ef5fb80】。文章转载请联系作者。

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