Learning PHP —— 设计模式 | Chap2:设计模式与UML

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R_Jeff
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    2

    设计模式

    设计模式基本原则

    • 设计原则 ① : 按接口而不是按实现来编程

    按接口而不是按实现编程是指，要将变量设置为一个抽象类或接口数据类型的实例，
    而不是一个具体实现的实例。这样可以将设计与实现解耦合。
    有些语言变量声明包含数据类型，例如在一个强类型语言中可以有以下声明：

    <?php
    Interface IAlpha    //接口名
    class AlphaA implements IAlpha        //AlphaA的数据类型为IAlpha
    Variable useAlpha    //声明类型为IAlpha，例如(IAlpha useAlpha)
    useAlpha    //实例化新的AlphaA()
?>

    如果没有强类型机制，可以利用代码提示保证按接口编程，以上一节写过的一段代码为例

    <?
//useProduct.php
class useProduct{
    public function __construct(){
        $apple = new FruitStore();
        $book = new BookStore();
        $this->doInterface($apple);
        $this->doInterface($book);
    }
    function doInterface(IProduct $product){
    //这里的IProduct $product就是一种类型提示，方法类型提示为接口IProduct
    //无论程序变得多复杂都没关系,只要保证接口
    //就可以做出任意的修改和增补，不会破坏程序的其它部分
        echo $product->apples();
        echo $product->books();
    }
}
$worker = new useProduct();
?>

    • 设计原则 ② : 应当优先选择对象组合而不是类继承

    有的OOP程序猿认为对象重用就等同于继承，一个类可以有大量属性和方法，扩展这个类就可以重用所有那些对象元素，而不用重新编写代码。可以扩展类，再增加必要的新属性和方法。下面将举一个例子说明对象组合和类继承之间的区别。

    首先是继承的代码

    <?php
//Domath.php
class DoMath{
    private $sum;
    private $quotient;
    public function simpleAdd($first,$second){
        $this->sum = ( $first + $second );
        return $this->sum;
    }
    public function simpleDivide($divided, $divisor){
        $this->quotient = ( $dividend / $divisor);
        return $this->quotient;
    }
}
?>
    <?php
//InheritMath.php
include_once('DoMath.php');
class InheritMath extends DoMath{
    private $textOut;
    private $fullFace;
    public function numToText($num){
        $this->textOut = (string)$num;
        return $this->textOut;
    }
    public function addFace($face,$msg){
        $this->fullFace = "<strong>" . $face . "</strong> : " .$msg;
        return $this->fullFace;
    }
}
?>
    <?php
//ClientInherit
include_once('InheritMath.php');
class ClientInherit{
    private $added;
    private $divided;
    private $textNum;
    private $output;
    public function __construct(){
        $family = new InheritMath();
        $this->added = $family->simpleAdd(40,60);
        $this->divided = $family->simpleDivided($this->added,25);
        $this->textNum = $family->numToText($this->divided);
        $this->output = $family->addFace("Your results",$this->textNum);
        echo $this->output;
    }
}
$worker = new ClientInherit();
?>

    下面是组合，Client类使用两个不同的类，分别包含两个方法，DoMath类等同于继承例子中的父类，所以首先是DoText类

    <?php
//DoText.php
//与InheritMath类相似，事实也如此，不过他没有继承DoMath类
class DoText{
    private $textOut;
    private $fullFace;
    public function numToText($num){
        $this->textOut = (string)$num;
        return $this->textOut;
    }
    public function addFace($face,$msg){
         $this->fullFace = "<strong>" . $face . "</strong> : " .$msg;
        return $this->fullFace;
    }
}
?>

    <?php
//ClientCompost.php
include_once('DoMath.php');
include_once('DoText.php');
class ClientCompose{
    private $added;
    private $divided;
    private $textNum;
    private $output;
    public function __construct{
        $useMath = new DoMath();
        $useText = new DoText();
        $this->added = $useMath->simpleAdd(40,60);
        $this->divided = $useMath->simpleDivide($this->added,25);
        $this->textNum = $useText->numToText($this->divided);
        $this->output = $useText->addFace("Your results",$this->textNum);
        echo $this->output;
    }
}
?>

    Client类必须包含多个类，看起来更胜一筹，不过在较大的程序中，组合可以避免维护多个继承层次上的各个子类，而且还可以避免可能导致的错误。例如父类的一个改变会逐级向下传递给子类实现，这可能会影响子类使用的某个算法。
    要避免使用继承形成一长串子类、孙子类、曾孙子类，设计模式方法建议使用浅继承。

    设计模式的组织

    设计模式是按照作用和范围来组织的

    设计模式按作用可以分为以下3类

    • 创建型

    顾名思义，就是用来创建对象的模式，更确切地讲，这些模式是对实例化过程的抽象，
    如果程序越来越以来组合，就会减少对硬编码实例化的依赖，而更多地以来于一组灵
    活的行为，这些行为可以组织到一个更为复杂的集合中，创建型模式提供了一些方法
    来封装系统使用的具体类的有关知识，还可以隐藏实例创建和组合的相关信息

    • 结构型

    这些模式所关心的是组合结构应当保证结构化。结构型类模式采用继承来组合接口或实现。结构型对象模式则描述了组合对象来建立新功能的方法。了解结构型模式对于理解和使用相互关联的类（作为设计模式中的参与者）很有帮助

    • 行为型

    到目前为止，绝大多数模式都是行为型对象，这些模式的核心是算法和对象之间职责的分配。这些设计模式描述的不只是对象或类的模式，它们还描述了类和对象之间的通信模式

    设计模式按范围可以分为以下2类

    • 类
      在两类范围中，第一类范围是类。这些类模式的重点在于类及其子类之间的关系，类模式中的关系是通过继承建成

    • 对象
      尽管大多数设计模式都属于对象范围，不过与类范围中的那些模式一样，很多模式也会使用继承。对象设计模式与类模式的区别在于，对象模式强调的是可以在运行时改变的对象，因此这些模式更具动态性。

    设计模式作用、范围和变化

    clipboard.png

    设计模式与框架有什么不同

    与框架相比，设计模式是体系结构中更小的元素，也更为抽象，另外设计模式没有框架那么
特定。因此，设计模式更可重用，也比框架灵活。
框架的有点与模板有些类似：它们更有指示性，可以更清楚地指示所解决问题的结构。为了
提供这种易用性，它们不得不放弃了体系结构的灵活性。如果使用框架，构建应用会快得多，
但是所构建的应用会受到框架本身的约束。框架可以包含面向对象结构，通常框架是分层的，
每一层处理更大设计中的一个方面。框架的一些特性在设计模式中也有体现，不过，设计模
式没有框架那么特定和具体，也没有那么庞大

    UML

    
概念：UML(the Unified Modeling Language——统一建模语言),引入了一个强大的
图形化的语法来描述面向对象系统

    类图

    1.描述类

    类是类图的主要部分，类用带有类名的方框来描述。

    clipboard.png

    上图中，图1最先显示的是类的名称，下面两部分是可选的，用于显示类名之外的信息。
可以发现图1已经足够描述一些类，并非总要在类图中显示每个属性和方法，甚至不需要
显示每个类

通常用斜体的类名（图2），或者增加{abstract}到类名下(图3)来表示该类是抽象
类。 第一种方法比第一种方法常用，但是当你做笔记时第二种方法更有用

接口定义的方式和类相同，但接口必须使用一个衍型(UML的一个扩展)，如楼下所示

    clipboard.png

    2.属性

    一般来说，属性用于描述一个类的属性，属性直接列在类名下面的格子中，如楼下所示
    clipboard.png

    属性前面的符号表示该属性可见性的级别或者是访问控制
    clipboard.png

    冒号用于分隔属性名和它的类型及默认值(默认值为可选项，可以不提供)
    Again:只要提供必要的信息，不需要所有细节

    3.操作

    操作用于描述类方法，操作和属性使用了相似的语法

    （1）可见性符号放在方法名之前
（2）参数列表包含在括号之中
（3）方法如果有返回类型的话，用冒号来描述
（4）参数用逗号来分隔，并且遵守属性语法
（5）参数名和它的数据类型间用冒号分隔

    如下图所示

    clipboard.png

    4.描述继承和实现

    继承关系用从子类到父类的一条线来表示，线的顶端有一个空心闭合箭头
    clipboard.png

    UML用"实现"来描述接口和实现接口的类之间的关系，如果ShopProduct类实现了Chargeable接口，就可以加入类图中，如图所示
    clipboard.png

    5.关联

    一个类的属性保存了对另一个类的一个实例或多个实例的引用时，就产生了关联
    下图中为辆各类建立模型，并创建类之间的关联，图中指出Teacher对象拥有一个或多个对Pupil对象的引用，或者Pupil对象拥有一个或多个对Teacher对象的引用
    clipboard.png

    我们可以用剪头来描述关联的方向，如果Teacher类拥有Pupil类的一个实例，但是Pupil类并没有Teacher类的实例，那我们可以让关联剪头从Teacher类指向Pupil类，称为"单向关联"
    clipboard.png

    如果两个类剪互相拥有对方的引用，可以用一个双向剪头来描述这种"双向关联"关系
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    也可以在关联中指定一个类的实例被其它类引用的次数，可以通过把次数或者范围放在每个类旁边来说明。用星号(*)表示任意次数，如下图所示，Teacher对象拥有零个或多个Pupil对象
    clipboard.png

    6.聚合和组合

    都描述了一个类长期持有其它类的一个或多个实例的情况，通过聚合和组合，被
引用的对象实例成为引用对象的一部分。
聚合关系用一条以空心菱形开头的线来说明,如下图所示，定义了两个类，
SchoolClass和Pupil， SchoolClass类聚合了Pupil
（意思就是学生组成了班级，如果我们要删除一个学校类，不需要同时删除）

    clipboard.png

    组合是一个更强的关系，在组合中，被包含对象只能被它的容器所引用，当容器删除
时，她应该也被删除，组合关系用类似聚合关系的方式描述，但它的菱形是实心的
下图中,Person类持有对SocialSecurityData对象的引用，而SocialSecurityData
对象实例属于包含它的Person对象

    clipboard.png

    7.描述使用

    使用：即依赖关系，并非类之间的长久关系
下图中，Report类使用了ShopProductWriter对象，这种使用关系由一条连接两个类
的虚线和开放剪头表示。Report类没有把ShopProductWriter保存为类中的属性，
ShopProductWriter对象则将一组ShopProduct对象作为属性

    clipboard.png

    8.使用注解

    注解：解释类处理任务的过程（类图只能捕捉系统结构）
如下图，Report对象使用了ShopProductWriter，但是不知道具体如何实现，
我们使用了注解来补充说明

    clipboard.png

    如图所示，注解由一个这叫的方框组成，通常包含伪代码片段

    时序图

    时序图是基于对象而不是基于类的，用于为系统中过程化的行为建模。

如下，为Report对象输出产品数据的过程建模，从左到右展现了系统的参与者
我们值使用类名来标记对象，如果图中有同一个类的多个对象实例在独立工作，
可以使用label:class(例如product1 : ShopProduct)格式来包含对象名

    clipboard.png

    下图我们从上到下展示了该过程每个对象的生命周期

    clipboard.png

    垂直的虚线是生命线，展示了系统中对象的生命周期，生命线上的矩形说明了过程中的
焦点，即某个对象的激活期。
显示对象间传递的消息，这个图才更容易被看懂，如下

    clipboard.png

    箭头表示消息从一个对象传递到另一个对象，返回值一般不写。
每个消息都用相关的方法调用来标记，例如方括号说明一个条件，像
{okToPrint}
write()
只有在一定条件下write才会被执行
星号用于表示一个重复的操作，可以在方括号中进一步说明
*{for each ShopProduct}
write()

该图含义：Report对象获得一个来自ProductStore对象的ShopProduct对象列表。
Report对象传递这个ShopProduct列表给一个ShopProcuctWriter对象，而
ShopProductWriter存放了对ShopProduct对象的引用(虽然我们只能从图中推断
出折点)ShopProductWriter对象为它引用的每个ShopProduct对象调用ShopProduct::
getSummaryLine(),并添加执行结果到最终的输出结果中

    本文笔记参考书籍：
    《深入PHP：面向对象、模式与实践》第4章
    《Learning-PHP设计模式》第4章

    下节：Chap3：创建型设计模式————工厂方法设计模式

    php设计模式uml
    R_Jeff
    405 声望21 粉丝

    坚持拍黄片的大四网页狗要成为PHPer

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    Chap3：创建型设计模式————工厂方法设计模式(上)

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