[PHP知识库]设计模式及面向对象高级特性

今日目标

• 能够掌握面向对象的高级特性

• 能够具备设计纯面向对象框架和系统的能力

• 能够遵循PSR-0规范开发一个基础框架

• 能够掌握单例模式

• 能够掌握工厂模式

• 能够掌握注册树模式

一、什么是设计模式？

1.概念

设计模式(英语 design pattern)是对面向对象设计中反复出现的问题的解决方案。

2.举例

如果我们把面向对象编程当成一本武功秘籍，设计模式就是其中的每一招每一式，如果我们可以把设计模式式活学活用，那在面向对象编程方面那一定是一个非常厉害的高手了！

二、开发环境准备

一、编辑器的选址

1.下载PHPStorm

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2.选择编程字体

• 必须选择等宽字体
• 常见的等宽变成自提包括Courier Nes,Consolas
• 个人推荐大家使用Soure Code Pro,是由Adobe公司专为程序员设计，免费开源

默认字体展示出来的效果：
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设置等宽字体：
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设置玩字体展示出来的效果：
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三、命名空间与类自动载入

一、 命名空间的介绍

概念：

namespace即“命名空间”，也称“名称空间” 。各种语言使用的一种代码组织的形式 通过名称空间来分类，区别不同的代码功能

基本介绍：

命名空间是用来组织和重用代码的。如同名字一样的意思，NameSpace（名字空间），之所以出来这样一个东西，是因为人类可用的单词数太少，并且不同的人写的程序不可能所有的变量都没有重名现象，对于库来说，这个问题尤其严重，如果两个人写的库文件中出现同名的变量或函数(不可避免)，使用起来就有问题了。为了解决这个问题，引入了名字空间这个概念，通过使用 namespace xxx；你所使用的库函数或变量就是在该名字空间中定义的，这样一来就不会引起不必要的冲突了。

2.命名空间的使用

a)不使用命名空间，案例演示
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运行报错（无法重新声明方法）
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b)使用命名空间案例演示

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[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-LA7doMmp-1630374301923)(C478CFB29D244C89AB1759436021BC12)]
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正常运行（输出当前的文件名称）
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3.Phpstorm在控制台中输出运行结果

参考链接：https://blog.csdn.net/weixin_37185329/article/details/77390005

1、先打开菜单Run->Edit Configurations选项

2、然后在打开的窗口中点击左上角的+号

3、在打开的菜单中选择PHP Script

4、在打开的界面中找到Configuration->File

5、选择你要在控制台运行的文件

6、填入工作目录的路径（可填可不填），完成配置后点击右下角的OK

7、回到主界面，点击菜单Run->Run

二、类自动载入

1.概念

在编写面向对象（OOP） 程序时，很多开发者为每个类新建一个 PHP 文件。 这会带来一个烦恼：每个脚本的开头，都需要包含（include）一个长长的列表（每个类都有个文件）。

spl_autoload_register() 函数可以注册任意数量的自动加载器，当使用尚未被定义的类（class）和接口（interface）时自动去加载。通过注册自动加载器，脚本引擎在 PHP 出错失败前有了最后一个机会加载所需的类。

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Note

尽管 __autoload() 函数也能自动加载类和接口，但更建议使用 spl_autoload_register() 函数。 spl_autoload_register() 提供了一种更加灵活的方式来实现类的自动加载（同一个应用中，可以支持任意数量的加载器，比如第三方库中的）。因此，不再建议使用 __autoload() 函数，在以后的版本中它可能被弃用。

参考链接：https://www.php.net/manual/zh/function.spl-autoload-register.php

三、开发一个PRS-0的基础框架

1.PRS-0规范

• 命名空间必须与绝对路径一致
• 类名首字母必须大写
• 除入口文件外，其他".php"必须只有一个类

2.开发符合PSR-0规范的基础框架

• 全部使用命名空间
• 所有PHP文件必须自动载入，不能有include/require

3.进行开发框架

进行带领同学们共同封装一个基础框架

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进行测试框架

入口文件自动加载所有的类文件

五、PHP面向对象高级特性

一、SPL库的使用（PHP标准库）

参考链接：https://www.php.net/spl

SPL库的使用（PHP标准库）

• SplStack、SplQueue、SplHeap、SplFixedArray等数据结构
• ArrayItertor、AppendIterator、Countable、ArrayObject
• SPL提供的函数

1.栈操作

概念：SplStack类通过使用一个双向链表来提供栈的主要功能。

特性：先进后出

$stack = new SplStack();
$stack->push("data1\n");
$stack->push("data2\n");

echo $stack->pop();
echo $stack->pop();

2.队列操作

概念：SplQueue 类通过使用一个双向链表来提供队列的主要功能。

特性：先进先出

$queue = new SplQueue();
$queue->enqueue("data1\n");
$queue->enqueue("data2\n");

echo $queue->dequeue();
echo $queue->dequeue();

3.最小堆

概念：SplMinHeap类提供堆的主要功能，将最小值保持在顶部。

$heap = new SplMinHeap();
$heap->insert("data1\n");
$heap->insert("data2\n");

echo $heap->extract();
echo $heap->extract();

4.最小长度的数组 固定尺寸数组

概念：SplFixedArray类提供了数组的主要功能。SplFixedArray与普通PHP数组之间的主要区别在于，必须手动调整SplFixedArray的大小，并且只允许范围内的整数作为索引。优点是它比标准阵列使用更少的内存。

$array = new SplFixedArray(10);
$array[0] = 123;
$array[9] = 1234;
var_dump($array);

二、PHP链式操作的实现

1.如何实现数据库链式操作

$db->where()->limit()->order();

2.实现代码

文件：Vendor/Database.php

<?php


namespace Vendor;


class Database
{
   
    function where($where)
    {
        return $this; //链式操作的核心就是返回当前对象
    }

    function order($order)
    {
        return $this;
    }

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

文件：index.php

//不是链式操作
//$db = new Vendor\Database();
//$db->where("id=1");
//$db->where("name=1");
//$db->where("id desc");
//$db->limit(10);
//链式操作
$db->where("id=1")->where("name=2")->order("id desc")->limit(10);

三、PHP魔术方法的使用

1.常见的魔术方法

• __get/__set
• __call/__callStatic
• __toString
• __invoke

2.魔术方法的实现

__get/__set

• __set 当对对象不存在的属性进行赋值时会进行调用该方法
• __get 当读取一个对象不存在的属性时会调用该方法

index.php文件

//$obj = new Vendor\Obj();
//调用对象不存在的属性时
//$obj->title = 'hello';
//echo $obj->title;

Vendor/Obj.php文件

    protected $array = [];

    //当对对象不存在的属性进行赋值时会进行调用该方法
    function __set($key, $value)
    {
        var_dump(__METHOD__);
        $this->array[$key] = $value;
    }

    //当读取一个对象不存在的属性时会调用该方法
    function __get($key)
    {
        var_dump(__METHOD__);
        return $this->array[$key];
    }

__call/__callStatic

• __call 当调用对象中不存在的方法时自动调用
• __callStatic 当调用对象中不存在的静态方法时自动调用
  index.php文件

//调用对象不存在的方法时
//echo $obj->test('hello',123);

//调用对象不存在的静态方法时
//echo $obj::test('hello',123);

Vendor/Obj.php文件

    //当调用一个不存在的方法是会自动调用
    function __call($name, $arguments)
    {
        // TODO: Implement __call() method.
        var_dump($name,$arguments);
        return "magic function\n";
    }

    //当调用不存在的静态方法时会自动调用
    public static function __callStatic($name, $arguments)
    {
        // TODO: Implement __callStatic() method.
        var_dump($name,$arguments);
        return "magic static function\n";
    }

__toString

当把对象当成字符串使用时，会自动调用该方法

index.php文件

//将对象转成成字符串，会自动调用该方法
//echo $obj;

Vendor/Obj.php文件

    //将对象转成成字符串，会自动回调该方法
    public function __toString()
    {
        // TODO: Implement __toString() method.
        //返回一个字符串
        return __CLASS__;
    }

__invoke

index.php文件

echo $obj('test1');

Vendor/Obj.php文件

    //把对象当成一个函数去用，会调用该方法
    public function __invoke($params)
    {
        var_dump($params);
        // TODO: Implement __invoke() method.
        return 'invoke';
    }

四、三种基础设计模式

一、基础设计模式简介

• 工厂模式（工厂方法或者类生成对象，而不是代码中直接new）
• 单例模式（使某个类的对象仅允许创建一个）
• 注册模式（全局共享和交换对象）

二、[php]工厂模式

1. 概念

工厂模式是我们最常用的实例化对象模式，是用工厂方法代替new操作的一种模式。

2.那么何为工厂模式？

从名字来看，似乎看不出什么端倪。工厂模式，和生产有关？还是和生产流程有关？难道还和工厂领导有关？和领导秘书有关？秘书… 好了不卖关子了，所谓工厂模式还真和生产有关。生产什么呢？生产出来的是一个实例对象。通过什么设备生产？通过一个工厂类生产。怎么生产呢？工厂类调用自身静态方法来生产对象实例。

工厂模式有一个关键的构造，根据一般原则命名为Factory的静态方法，然而这只是一种原则，虽然工厂方法可以任意命名这个静态还可以接受任意数据的参数，必须返回一个对象。

3.　为什么要用工厂模式？

很多没接触过工厂模式的人会不禁问，为啥我要费那么大的劲儿去构造工厂类去创建对象呢？不去套用那些易维护，可扩展之类的话，我们可以考虑这样 一个简单的问题。如果项目中，我们通过一个类创建对象。在快完成或者已经完成，要扩展功能的时候，发现原来的类类名不是很合适或者发现类需要添加构造函数 参数才能实现功能扩展。我靠！我都通过这个类创建了一大堆对象实例了啊，难道我还要一个一个去改不成？我们现在才感受到了“高内聚低耦合”的博大精深。没 问题，工厂方法可以解决这个问题。

如果类名发生变化，或者方法的参数发生变化，需要修改所有引入该类的文件，不易于维护，紧耦合。我们要解决这个问题，所以要使用工厂方法。

工厂模式更多的是解决后期拓展（大部分是文件命名修改后）的问题。

3.工厂模式如何实现？

相对于单例模式，上面我们提供了足够的信息，工厂类，工厂类里面的静态方法。静态方法里面new一下需要创建的对象实例就搞定了。当然至于考虑 上面的第二个问题，根据工厂类静态方法的参数，我们简单做个判断就好了。管你用if…else…还是switch…case…，能快速高效完成判 断该创建哪个类的工作就好了。最后，一定要记得，工厂类静态方法返回一个对象。不是两个，更不是三个。

index.php文件

//工厂模式
//$db = new Vendor\Database();
//$db = Vendor\Factory::createDatabase();
//var_dump($db);

Vendor/Factory.php文件

<?php


namespace Vendor;


class Factory
{
    static function createDatabase()
    {
        //统一进行实例化数据库连接
        $db = new Database();
        return $db;
    }
}

总结：工厂模式是其设计模式惯用的基础模式，其它高级的设计模式都是依赖于工厂 模式

三、[php]单例模式

1.概念：

作为对象的创建模式，单例模式确保某一个类只有一个实例，而且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，而是会向单例类内部存储的实例返回一个引用。

2.为什么要使用单例模式:

php使用单例模式的原因：在使用面向对象的方式开发时，使用单例模式可以避免过多的new操作消耗大量的资源。单例模式可以通过一个类来全局控制某些配置信息。

单例模式更多的是解决内存开销（new 类），同样也是为了代码美观吧

3.案例

php的应用主要在于数据库应用， 所以一个应用中会存在大量的数据库操作，在使用面向对象的方式开发时，如果使用单例模式，则可以避免大量的new操作消耗的资源。如果系统中需要有一个类来全局控制某些配置信息，那么使用单例模式可以很方便的实现。

4.实现的方法

Vendor/Database.php文件

<?php


namespace Vendor;


class Database
{
    private static $db;
    private function __construct()
    {
    }
    
    //获取实例
    static function getInstance()
    {
        if (self::$db){
            return self::$db;
        }else{
            self::$db = new self();
            return self::$db;
        }

    }

    function where($where)
    {
        return $this;
    }

    function order($order)
    {
        return $this;
    }

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

总结：单例模式解决了资源的浪费，因为我们在程序的执行过程中，只需要创建一个数据库的连接即可，所以说我们的数据库一定要使用单例模式来实现。单例模式，无论调用的多少次，只会创建一次对象。

四、[php]注册树模式

1.什么是注册树模式？

注册树模式当然也叫注册模式，注册器模式。之所以我在这里矫情一下它的名称，是因为我感觉注册树这个名称更容易让人理解。像前两篇一样，我们这 篇依旧是从名字入手。注册树模式通过将对象实例注册到一棵全局的对象树上，需要的时候从对象树上采摘的模式设计方法。 这让我想起了小时候买糖葫芦，卖糖葫芦的将糖葫芦插在一个大的杆子上，人们买的时候就取下来。不同的是，注册树模式摘下来还会有，能摘很多次，糖葫芦摘一 次就没了。。。

2.为什么要使用注册树模式？

单例模式解决的是如何在整个项目中创建唯一对象实例的问题，工厂模式解决的是如何不通过new建立实例对象的方法。 那么注册树模式想解决什么问题呢？ 在考虑这个问题前，我们还是有必要考虑下前两种模式目前面临的局限。 首先，单例模式创建唯一对象的过程本身还有一种判断，即判断对象是否存在。存在则返回对象，不存在则创建对象并返回。

每次创建实例对象都要存在这么一层判断。

工厂模式更多考虑的是扩展维护的问题。

总的来说，单例模式和工厂模式可以产生更加合理的对象。怎么方便调用这些对象呢？而且在项目内如此建立的对象好像散兵游勇一样，不便统筹管理安排啊。因 而，注册树模式应运而生。不管你是通过单例模式还是工厂模式还是二者结合生成的对象，都统统给我“插到”注册树上。我用某个对象的时候，直接从注册树上取 一下就好。这和我们使用全局变量一样的方便实用。 而且注册树模式还为其他模式提供了一种非常好的想法。

3.如何实现注册树？

通过上述的描述，我们似乎很容易就找到了解决方法。首先我们需要一个作为注册树的类，这毋庸置疑。所有的对象“插入”到注册树上。这个注册树应 该由一个静态变量来充当。而且这个注册树应该是一个二维数组。这个类应该有一个插入对象实例的方法（set()），当让相对应的就应该有一个撤销对象实例 的方法（_unset()）。当然最重要的是还需要有一个读取对象的方法（get()）。拥有这些，我们就可以愉快地完成注册树模式啦~~~

Vendor/Register.php文件

<?php


namespace Vendor;


class Register
{
    protected static $objects;

     /**表示将一个对象注册到全局的注册树上
     * @param $alias 映射的名字
     * @param $object 对象
     */
    static function set($alias,$object)
    {
        //当调用set方法是将我们的对象映射到注册树上
        self::$objects[$alias] = $object;
    }

    //调用_unset方法是，把它从树上移出
    function _unset($alias)
    {
        unset(self::$objects[$alias]);
    }


    static function get($name)
    {
       return self::$objects[$name];
    }
}

总结：什么时候注册到树上，什么时候卸载，可以由我们的环境初始化环境工作中把它做了，在我们业务逻辑代码中，只需要把这个对象读取出来即可。