PHP的各个设计模式和应用场景 - 《PHP》

一、创建型模式
二、结构型模式
三、行为型模式
四、如何选择设计模式？

以下是 PHP 中常用的设计模式及其典型应用场景的整理，按模式类型分类说明：

一、创建型模式

1. 单例模式 (Singleton)

目的：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
场景：数据库连接、日志记录器、配置管理器。

class Database {
    private static $instance = null;
    private function __construct() {}
    public static function getInstance() {
        if (self::$instance === null) {
            self::$instance = new Database();
        }
        return self::$instance;
    }
}

2. 工厂方法模式 (Factory Method)

目的：定义创建对象的接口，由子类决定实例化哪个类。
场景：框架中对象创建（如 HTTP 请求对象）。

interface PaymentProcessor {
    public function process($amount);
}
class CreditCardProcessor implements PaymentProcessor { /* ... */ }
class PaymentFactory {
    public static function create($type) {
        return new CreditCardProcessor(); // 根据 $type 动态创建
    }
}

3. 建造者模式 (Builder)

目的：分步构造复杂对象，分离对象的构造与表示。
场景：生成 HTML 表单、构建 SQL 查询。

class HtmlFormBuilder {
    private $form = [];
    public function addInput($name, $type) { /* ... */ }
    public function build() { return new Form($this->form); }
}

4. 原型模式 (Prototype)

目的：通过克隆现有对象创建新对象，减少重复初始化。
场景：缓存对象、复制复杂数据结构。

class User implements Cloneable {
    public function __clone() {
        // 深拷贝逻辑
    }
}
$user = new User();
$cloneUser = clone $user;

二、结构型模式

1. 适配器模式 (Adapter)

目的：使不兼容的接口能够协同工作。
场景：集成第三方库（如支付网关适配）。

class PayPalAdapter implements PaymentGateway {
    private $paypal;
    public function __construct(PayPal $paypal) {
        $this->paypal = $paypal;
    }
    public function pay($amount) {
        $this->paypal->executePayment($amount);
    }
}

2. 装饰器模式 (Decorator)

目的：动态地为对象添加职责。
场景：文件流处理（如压缩、加密）。

interface Logger {
    public function log($message);
}
class FileLogger implements Logger { /* ... */ }
class EncryptedLogger implements Logger {
    private $logger;
    public function __construct(Logger $logger) {
        $this->logger = $logger;
    }
    public function log($message) {
        $encrypted = encrypt($message);
        $this->logger->log($encrypted);
    }
}

3. 代理模式 (Proxy)

目的：为其他对象提供代理以控制访问。
场景：延迟加载大对象、权限验证。

class ImageProxy {
    private $image = null;
    public function display() {
        if ($this->image === null) {
            $this->image = new RealImage("large.jpg");
        }
        $this->image->display();
    }
}

4. 组合模式 (Composite)

目的：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”层次。
场景：文件系统目录结构、菜单系统。

interface FileSystemComponent {
    public function render();
}
class File implements FileSystemComponent {
    public function render() { /* 显示文件 */ }
}
class Directory implements FileSystemComponent {
    private $children = [];
    public function addComponent(FileSystemComponent $c) { /* ... */ }
    public function render() { /* 递归渲染子项 */ }
}

三、行为型模式

1. 策略模式 (Strategy)

目的：定义一系列算法并使其可互换。
场景：支付方式切换（支付宝/微信）、排序算法选择。

interface SortStrategy {
    public function sort(array $data);
}
class QuickSort implements SortStrategy { /* ... */ }
class Sorter {
    private $strategy;
    public function setStrategy(SortStrategy $s) { $this->strategy = $s; }
    public function execute(array $data) { return $this->strategy->sort($data); }
}

2. 观察者模式 (Observer)

目的：定义对象间的一对多依赖，当一个对象状态改变时自动通知依赖者。
场景：事件监听（如用户注册后发送邮件）、日志记录。

class UserRegisteredEvent {
    private $user;
    public function __construct(User $u) { $this->user = $u; }
}
class EmailSubscriber {
    public function handle(UserRegisteredEvent $event) {
        sendEmail($event->user->email);
    }
}

3. 命令模式 (Command)

目的：将请求封装为对象，以便参数化、队列化或记录请求。
场景：任务队列、事务回滚、宏命令。

interface Command {
    public function execute();
}
class CreateUserCommand implements Command {
    private $userService;
    public function execute() { $this->userService->create(); }
}
class CommandQueue {
    private $commands = [];
    public function add(Command $c) { $this->commands[] = $c; }
    public function process() { foreach ($this->commands as $c) $c->execute(); }
}

4. 责任链模式 (Chain of Responsibility)

目的：使多个对象都有机会处理请求，避免请求发送者与接收者耦合。
场景：中间件管道（如 Laravel 中间件）、审批流程。

abstract class Middleware {
    protected $next;
    public function setNext(Middleware $m) { $this->next = $m; }
    public function handle($request) {
        if ($this->next) return $this->next->handle($request);
    }
}
class AuthMiddleware extends Middleware {
    public function handle($request) {
        if (!auth()->check()) throw new UnauthorizedException();
        parent::handle($request);
    }
}

四、如何选择设计模式？

解耦需求：当系统需要降低模块间耦合时（如观察者模式）。
复用与扩展：需灵活扩展功能时（如装饰器模式）。
复杂流程控制：如状态模式管理订单生命周期。
代码可维护性：如策略模式替代条件分支（switch-case）。

通过合理使用设计模式，可以提升代码的可维护性、扩展性和复用性，但需避免过度设计。