php 设计模式之工厂模式、单例模式、注册树模式

在软件工程中，创建型设计模式承担着对象创建的职责，尝试创建适合程序上下文的对象，对象创建设计模式的产生是由于软件工程设计的问题，具体说是向设计中增加复杂度，创建型设计模式解决了程序设计中对象创建的问题。PHP的设计模式有很多种，本文取最简单的三种模式: 工厂模式、单例模式和注册树模式进行简单的讲解。

工厂模式

用工厂方法或者类生成对象，而不是代码中直接使用 new 关键字

比如咱们要做一个连接数据库的操作，平时都是用mysql。那突然有一天mysql收费了，咋办？那我们就用Sqlite作来数据库。如果以传统的方式创建一个数据库连接类的话是需要使用关键字new MysqlDrive()把这个数据库实例化，一旦数据库变更成的话就需要把所有的new MysqlDrive()变更成new SqliteDrive() 这样替换比较麻烦，并且还容易出错。所以，下面的工厂模式可以很好的解决这一问题。

废话不多说，演示一遍就明白了

先看一下目录结构吧本文演示的全部是遵循PSR-4的编码规范，当然，是在vendor/目录下，如果没有请自己行执行命令composer dumpatuoload 如果您没有安装composer那就请看下面文章:

以下是我的目录结构:

自动忽略DependencyInjection 跟HttpFoundation目录，这是我计划下次写的东西，嘻嘻...

先看看主要文件的代码吧:

tests/这个目录是为了让咱们方便测试的目录，也就是单元测试目录

文件: tests/bootstrap.php

include_once __DIR__."/../../../composer/ClassLoader.php";

$loader = new \Composer\Autoload\ClassLoader();

$vendorDir = dirname(dirname(__FILE__));

$baseDir = dirname($vendorDir);

$classMaps = [

'Dudulu\\' => [$vendorDir."/src/"]

];

foreach ($classMaps as $namespace => $path) {

$loader->setPsr4($namespace, $path);

}

$loader->register(true);

咱们需要测试的驱动类MysqlDerive.php

文件: src/DesignPatterns\FactoryMode\DB\MysqlDrive.php

namespace Dudulu\DesignPatterns\FactoryMode;

use Dudulu\DesignPatterns\DB\MysqlDrive;

/**

* Class Factory

* @package Dudulu\DesignPatterns\FactoryMode

*/

class Factory

{

/**

* @return MysqlDrive

*/

public static function database()

{

return new MysqlDrive();

}

}

为了强制让每种驱动都要有一个连接方式，所以我们需要一个Interface。

文件: src/DesignPatterns/DB/Interfaces/DriveInterface.php

namespace Dudulu\DesignPatterns\DB\Interfaces;

/**

* Interface DriveInterface

* @package Dudulu\DesignPatterns\DB\Interfaces

*/

interface DriveInterface

{

/**

* @return mixed

*/

public function connection();

}

普通模式

先看一个普通demo，直接实例化MysqlDrive对象

include_once "../bootstrap.php";

use Dudulu\DesignPatterns\DB\MysqlDrive;

class FactoryTest extends PHPUnit_Framework_TestCase {

public function testConnection()

{

$db = new MysqlDrive();

$this->assertEquals(true, $db->connection());

}

}

进入src/tests/DesignPattens目录.

命令行执行: phpunit FactoryTest.php可以发现这样是好使的...

工厂模式

工厂模式 是一种类，它具有为您创建对象的某些方法。您可以使用工厂类创建对象，而不直接使用 new。这样，如果您想要更改所创建的对象类型，只需更改该工厂即可。使用该工厂的所有代码会自动更改。

首先咱们先创建一个Factory.php作为工厂类，然后里边实现一个静态方法对相数据库驱动进行实例化。

文件: src/DesignPatterns/FactoryMode/Factory.php

namespace Dudulu\DesignPatterns\FactoryMode;

use Dudulu\DesignPatterns\DB\MysqlDrive;

/**

* Class Factory

* @package Dudulu\DesignPatterns\FactoryMode

*/

class Factory

{

/**

* @return MysqlDrive

*/

public static function database()

{

return new MysqlDrive();

}

}

创建完后，咱们回到单元测试文件FactoryTest.php

文件: tests/DesignPattens/FactoryTest.php

include_once "../bootstrap.php";

use Dudulu\DesignPatterns\FactoryMode\Factory;

class FactoryTest extends PHPUnit_Framework_TestCase {

public function testConnection()

{

$db = Factory::database();

$this->assertEquals(true, $db->connection());

}

}

再执行一下单元测试命令发现，也能返回成功，这样的话我们就能很方便的修改任何驱动了。如果我们从mysql换到sqlite了，那么，咱们主要的代码都不需要更变，只要在Factory.php把connection方法的边接方式修改完就好了，非常方便。

单例模式

使某个类的对象仅允许创建一个

某些应用程序资源是独占的，因为有且只有一个此类型的资源。比如，数据库的连接的独占。希望在应用程序中共享数据库连接，因为在保持连接打开或关闭时，它是一种开销，在获取单个页面的过程中更是如此。

比如咱们连接数据库时，如果不使用单例模式，多个地方都对数据类进行了实例化，那么这样会造能很多资源浪费，为了解决这问题，对于数据库类我们只需要实例化一次，后面再次调用它是如果已经实例化，那就直接返回。

来，我们拿一个类来玩一玩...

文件: src/DesignPatterns/SingletonMode/SingletonDB.php

我们创建这个类，然后将构造方法私有化，这样的话我们就无法使用new关键字对这个类进行实例化了。

namespace Dudulu\DesignPatterns\SingletonMode;

use Dudulu\DesignPatterns\DB\Interfaces\DriveInterface;

/**

* Class SingletonDB

* @package Dudulu\DesignPatterns\SingletonMode

*/

class SingletonDB implements DriveInterface

{

/**

* SingletonDB constructor.

*/

private function __construct()

{

}

/**

* @return bool

*/

public function connection()

{

return true;

}

}

那么我们要如何使用这个对象呢？我们需要一个受保护的成员和一个静态方法：

/**

* @var SingletonDB

*/

protected static $db;

/**

* @return SingletonDB

*/

public static function getInstance()

{

if (self::$db) {

return self::$db;

}

self::$db = new self();

return self::$db;

}

这个方法很好理解，简单意思就是如果当前属性已经被设置过了，那就不再进行实例化，而是直接返回，否则实例化当前对象并返回。

与测试上面的方法一样，测玩玩...

创建测试的文件: tests/DesignPattens/SingletonDBTest.php

include_once "../bootstrap.php";

use Dudulu\DesignPatterns\SingletonMode\SingletonDB;

/**

* Class SingletonDBTest

*/

class SingletonDBTest extends PHPUnit_Framework_TestCase

{

/**

* @return void

*/

public function testConnection()

{

$db = SingletonDB::getInstance();

$this->assertEquals(true, $db->connection());

}

}

执行命令: phpunit SingletonDBTest.php 发现也是可以执行成功的。

如果不信的话，你可以试试多执行几次SingletonDB::getInstance(); 然后在 getInstance() 方法体里做一个计数器，看看它实例化过几次。

注册树模式

主要用来解决全局共享和交换对象

这个也很好理解，因为我们在框架中经常用到。

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。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。

咱们结合工厂模式及单例模式做一个小例子:

创建文件: src/DesignPatterns/RegisterMode/Register.php

namespace Dudulu\DesignPatterns\RegisterMode;

/**

* Class Register

* @package Dudulu\DesignPatterns\RegisterMode

*/

class Register

{

/**

* @var array

*/

protected static $classMaps = [];

/**

* @param $alias

* @param $class

* @return void

*/

public static function set($alias, $class )

{

self::$classMaps[$alias] = $class;

}

/**

* @param $alias

* @return mixed

*/

public static function get($alias )

{

return self::$classMaps[$alias];

}

}

然后创建一个单例模式的DB类DemoDB.php:

文件: src/DesignPatterns/DB/DemoDB.php

namespace Dudulu\DesignPatterns\DB;

use Dudulu\DesignPatterns\DB\Interfaces\DriveInterface;

class DemoDB implements DriveInterface

{

/**

* @var DemoDB

*/

protected static $db;

/**

* SingletonDB constructor.

*/

private function __construct()

{

}

/**

* @return DemoDB

*/

public static function getInstance()

{

if (self::$db) {

return self::$db;

}

self::$db = new self();

return self::$db;

}

/**

* @return bool

*/

public function connection()

{

return true;

}

}

再工厂模式文件上加入注册方式代码:

文件: src/DesignPatterns/FactoryMode/Factory.php

use Dudulu\DesignPatterns\RegisterMode\Register;

/**

* @return DemoDB

*/

public static function testDb()

{

$db = DemoDB::getInstance();

Register::set('DB', $db);

return $db;

}

最后咱们验证一下：

在tests/目录下创建RegisterTest.php文件

include_once "../bootstrap.php";

use Dudulu\DesignPatterns\RegisterMode\Register;

use Dudulu\DesignPatterns\DB\DemoDB;

/**

* Class RegisterTest

*/

class RegisterTest extends PHPUnit_Framework_TestCase

{

/**

* @return void

*/

public function testConnection()

{

Register::set('DB', DemoDB::getInstance());

$db = Register::get('DB');

$this->assertEquals(true, $db->connection());

}

}

OK 走一个phpunit RegisterTest.php

返回OK,好棒好棒...☆〜(ゝ。∂)

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＼トー仝ーイ

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如果有时间，下次我再写些关于其他设计模式的文章...