PHP结构型设计模式

参考

• 设计模式
• PHP 设计模式全集 2018

什么是结构型是设计模式

结构型模式讲的是如何将类和对象按照某种布局组成更大的结构。它分为类结构型模式和对象结构型模式，其中类结构型模式采用继承机制来组织接口和类，其中对象结构型模式采用组合和聚合来组合对象。由于组合和聚合比继承的耦合性低，满足“合成复用原则”，所以对象结构型模式比类结构型模式具有更大的灵活性。

1.适配器设计模式（Adapter模式）

在现实生活中有很多类似的例子，如用直流电的笔记本电脑接交流电源时需要一个电源适配器，用计算机访问照相机的 SD 内存卡时需要一个读卡器等。

为什么需要适配器设计模式？

在软件设计中也可能出现：需要开发的具有某种业务功能的组件在现有的组件库中已经存在，但它们与当前系统的接口规范不兼容，如果重新开发这些组件成本又很高，这时用适配器模式能很好地解决这些问题。

什么是适配器设计模式？

适配器模式（Adapter）包含以下主要角色。

• 目标（Target）接口：当前系统业务所期待的接口，它可以是抽象类或接口。
• 适配者（Adaptee）类：它是被访问和适配的现存组件库中的组件接口。
• 适配器（Adapter）类：它是一个转换器，通过继承或引用适配者的对象，把适配者接口转换成目标接口，让客户按目标接口的格式访问适配者。

即现在想要在 目标接口 中调用 适配者类 中的某些方法，所以定义一个 适配器类 继承 适配者类,实现目标接口。

分类

适配器模式分为类结构型模式和对象结构型模式两种，前者类之间的耦合度比后者高，且要求程序员了解现有组件库中的相关组件的内部结构，所以应用相对较少些。

实例

实例一：使用类结构型模式

第一步：首先需要一个适配者类（已经存在的）

class Adaptee{public function usedMethod(){echo "this is Adaptee method";}
}

第二步：现在想要开发一个组件（源系统中存在，但是不符合规范）

interface Target{public function request();
}

第三步：定义一个适配器类

class Adapter extends Adaptee implements Target{public function request(){$this->usedMethod();}
}

第四步：使用

$adapter = new Adapter();
$adapter->request();

实例二：使用对象结构型模式

前两个条件与上面相同

第三步：定义一个适配器类

class Adapter implements Target{public $adaptee;public function __construct(Adaptee $adaptee){$this->adaptee = $adaptee;} public function request(){$this->adaptee->usedMethod();}
}

第四步：使用

$adapter = new Adapter();
$adapter->request(new Adaptee());

模式的应用场景

适配器模式（Adapter）通常适用于以下场景。

• 以前开发的系统存在满足新系统功能需求的类，但其接口同新系统的接口不一致。
• 使用第三方提供的组件，但组件接口定义和自己要求的接口定义不同。

2. 代理模式(Proxy)

在有些情况下，一个客户不能或者不想直接访问另一个对象，这时需要找一个中介帮忙完成某项任务，这个中介就是代理对象。例如，购买火车票不一定要去火车站买，可以通过 12306 网站或者去火车票代售点买。又如找女朋友、找保姆、找工作等都可以通过找中介完成。

为什么需要代理模式？

在软件设计中，如果由于某些原因（如安全）不想访问真实对象的话，可以使用代理模式。

什么是代理模式？

代理模式主要分为以下几个角色：

• 抽象主题（Subject）类：通过接口或抽象类声明真实主题和代理对象实现的业务方法。
• 真实主题（Real Subject）类：实现了抽象主题中的具体业务，是代理对象所代表的真实对象，是最终要引用的对象。
• 代理（Proxy）类：提供了与真实主题相同的接口，其内部含有对真实主题的引用，它可以访问、控制或扩展真实主题的功能。

实例

第一步：首先存在一个抽象主题接口

Interface Subject{public function request();
}

第二步：存在一个真实主题

class RealSubject implements Subject{public function request(){echo "这个是真实主题\n";}
}

第三步：使用一个代理模式

class Proxy implements Subject{public $realSubject;public function __construct(){$this->realSubject = new RealSubject();    }public function request(){$this->preRequest();$this->realSubject->request();$this->postRequest();}public function preRequest(){echo "这是调用真实主题之前的\n";}public function postRequest(){echo "这是调用真实主题之后的\n";}
}

第四步：测试

$testProxy = new Proxy();
$testProxy->request();d

模式的应用场景

• 远程代理，这种方式通常是为了隐藏目标对象存在于不同地址空间的事实，方便客户端访问。例如，用户申请某些网盘空间时，会在用户的文件系统中建立一个虚拟的硬盘，用户访问虚拟硬盘时实际访问的是网盘空间。
• 虚拟代理，这种方式通常用于要创建的目标对象开销很大时。例如，下载一幅很大的图像需要很长时间，因某种计算比较复杂而短时间无法完成，这时可以先用小比例的虚拟代理替换真实的对象，消除用户对服务器慢的感觉。
• 安全代理，这种方式通常用于控制不同种类客户对真实对象的访问权限。
• 智能指引，主要用于调用目标对象时，代理附加一些额外的处理功能。例如，增加计算真实对象的引用次数的功能，这样当该对象没有被引用时，就可以自动释放它。
• 延迟加载，指为了提高系统的性能，延迟对目标的加载。例如，Hibernate 中就存在属性的延迟加载和关联表的延时加载。

3. 桥梁模式（Bridge）

引用设计模式（八）桥梁模式（Bridge），这篇文章中的一个例子：

现需要提供大中小3种型号的画笔，能够绘制5种不同颜色，如果使用蜡笔，我们需要准备3*5=15支蜡笔，也就是说必须准备15个具体的蜡笔类。而如果使用毛笔的话，只需要3种型号的毛笔，外加5个颜料盒，用3+5=8个类就可以实现15支蜡笔的功能。实际上，蜡笔和毛笔的关键一个区别就在于笔和颜色是否能够分离。

为什么需要Bridge模式？

一个类中有多个纬度的变化，那可以使用Bridge模式对该类进行解耦，即将多个纬度进行抽象。所以桥梁模式的用意是“将抽象化与实现化脱耦，使得二者可以独立地变化。”

什么是Bridge模式？

桥接（Bridge）模式包含以下主要角色。

• 抽象化（Abstraction）角色：定义抽象类，并包含一个对实现化对象的引用。
• 扩展抽象化（Refined Abstraction）角色：是抽象化角色的子类，实现父类中的业务方法，并通过组合关系调用实现化角色中的业务方法。
• 实现化（Implementor）角色：定义实现化角色的接口，供扩展抽象化角色调用。
• 具体实现化（Concrete Implementor）角色：给出实现化角色接口的具体实现。

实例

可以实现一个包含颜色的形状接口。

第一步：定义一个颜色接口（Implementor角色）。定义一个形状抽象类（Abstraction角色），其中包含一个颜色接口的引用。

//定义颜色接口
Interface Color{public function showColor();
}//形状抽象类
abstract class Shape
{protected $color;public function __construct(Color $color){$this->color = $color;}public function setColor(Color $color){$this->color = $color;}abstract public function draw();
}

第二步：实现具体化实现角色（Concrete Implementor）

class Red implements Color{public function showColor(){return "red";}
}class Green implements Color{public function showColor(){return "green";}
}

第三步：实现扩展抽象化（Refined Abstraction）角色

class Square extends Shape{public function draw(){echo "i am " . $this->color->showColor() . " square\n";}
}

第四步：测试

$redSquare = new Square(new Red());
$redSquare->draw();
$greenSquare = new Square(new Green());
$greenSquare->draw();

4.装饰模式（Decorator）

在现实生活中，常常需要对现有产品增加新的功能或美化其外观，如房子装修、相片加相框等。

为什么需要装饰模式？

在软件开发过程中，有时想用一些现存的组件。这些组件可能只是完成了一些核心功能。但在不改变其结构的情况下，可以动态地扩展其功能。所有这些都可以釆用装饰模式来实现。

什么是装饰模式？

装饰（Decorator）模式的定义：指在不改变现有对象结构的情况下，动态地给该对象增加一些职责（即增加其额外功能）的模式，它属于对象结构型模式。

装饰模式主要包含以下角色。

• 抽象构件（Component）角色：定义一个抽象接口以规范准备接收附加责任的对象。
• 具体构件（Concrete Component）角色：实现抽象构件，通过装饰角色为其添加一些职责。
• 抽象装饰（Decorator）角色：继承抽象构件，并包含具体构件的实例，可以通过其子类扩展具体构件的功能。
• 具体装饰（ConcreteDecorator）角色：实现抽象装饰的相关方法，并给具体构件对象添加附加的责任。

实例

比如现在有一个输出字符串接口，现在只能输出原有字符串，现在想要增加输出JSON，XML等字符串的功能。

第一步：先定义系统中已经存在的构件

Interface Component{public function renderData();
}class ConcreteComponent implements Component{public $data; public function __construct($data){$this->data = $data;}//输出字符串功能public function renderData(){return $this->data;      }
}

第二步：定义一个抽象装饰角色

abstract class Decorator implements Component
{protected $component;public function __construct(Component $component){$this->component = $component;}
}

第三步：定义具体的装饰类

// Json装饰类
class JsonComponent extends Decorator{public function renderData(){return json_encode($this->component->renderData());}
}// XML装饰类
class XmlComponent extends Decorator{public function renderData(){return "this is Xml renderData method";}
}

第四步：测试

$component = new ConcreteComponent(["1", "2"]);
var_dump($component->renderData());$jsonComponent = new JsonComponent($component);
var_dump($jsonComponent->renderData());$xmlComponent = new XmlComponent($component);
var_dump($xmlComponent->renderData());