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五种常见设计模式

08-05 12:23 305浏览
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设计模式 一书将设计模式引入软件社区,该书的作者是 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides Design(俗称 “四人帮”)。所介绍的设计模式背后的核心概念非常简单。经过多年的软件开发实践,Gamma 等人发现了某些具有固定设计的模式,就像建筑师设计房子和建筑物一样,可以为浴室的位置或厨房的构造方式开发模板。使用这些模板或者说设计模式 意味着可以更快地设计更好的建筑物。同样的概念也适用于软件。

设计模式不仅代表着更快开发健壮软件的有用方法,而且还提供了以友好的术语封装大型理念的方法。例如,您可以说您正在编写一个提供松散耦合的消息传递系统,也可以说你正在编写名称为观察者的模式。

用较小的示例展示模式的价值是非常困难的。这往往有些大材小用的意味,因为模式实际上是在大型代码库中发挥作用的。本文不展示大型应用程序,所以您需要思索的是在您自己的大型应用程序中应用示例原理的方法 —— 而不是本文演示的代码本身。这不是说您不应该在小应用程序中使用模式。很多良好的应用程序都以小应用程序为起点,逐渐发展到大型应用程序,所以没有理由不以此类扎实的编码实践为基础。

既然您已经了解了设计模式以及它们的有用之处,现在我们来看看PHP V5的五种常用模式。

工厂模式

在大型系统中,许多代码依赖于少数几个关键类。需要更改这些类时,可能会出现困难。例如,假设您有一个从文件读取的User类。您希望将其更改为从数据库读取的其他类,但是,所有的代码都引用从文件读取的原始类。这时候,使用工厂模式会很方便。

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。

清单 1 显示工厂类的一个示列。等式的服务器端包括两个部分:数据库和一组PHP页面,这些页面允许您添加反馈、请求反馈列表并获取与特定反馈相关的文章。

清单 1. Factory1.php

<?php
interface IUser
{
  function getName();
}
class User implements IUser
{
  public function __construct( $id ) { }
  public function getName()
  {
    return "Jack";
  }
}
class UserFactory
{
  public static function Create( $id )
  {
    return new User( $id );
  }
}
$uo = UserFactory::Create( 1 );
echo( $uo->getName()."\n" );
?>

IUser接口定义用户对象应执行什么操作。IUser 的实现称为 User,UserFactory 工厂类则创建IUser对象。

清单 2 显示使用工厂方法的一个示例。

清单 2. Factory2.php

<?php
interface IUser
{
  function getName();
}
class User implements IUser
{
  public static function Load( $id ) 
  {
        return new User( $id );
  }
  public static function Create( ) 
  {
        return new User( null );
  }
  public function __construct( $id ) { }

  public function getName()
  {
    return "Jack";
  }
}
$uo = User::Load( 1 );
echo( $uo->getName()."\n" );
?>

单元素模式

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。例如,通过数据库句柄到数据库的连接是独占的。您希望在应用程序中共享数据库句柄,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。

单元素模式可以满足此要求。如果应用程序每次包含且仅包含一个对象,那么这个对象就是一个单元素(Singleton)。清单 3 中的代码显示了PHP V5中的一个数据库连接单元素。

清单 3. Singleton.php

<?php
require_once("DB.php");
class DatabaseConnection
{
  public static function get()
  {
    static $db = null;
    if ( $db == null )
      $db = new DatabaseConnection();
    return $db;
  }
  private $_handle = null;
  private function __construct()
  {
    $dsn = 'mysql://root:password@localhost/photos';
    $this->_handle =& DB::Connect( $dsn, array() );
  }  
  public function handle()
  {
    return $this->_handle;
  }
}
print( "Handle = ".DatabaseConnection::get()->handle()."\n" );
print( "Handle = ".DatabaseConnection::get()->handle()."\n" );
?>

观察者模式

观察者模式为您提供了避免组件之间紧密耦合的另一种方法。该模式非常简单:一个对象通过添加一个方法(该方法允许另一个对象,即观察者注册自己)使本身变得可观察。当可观察的对象更改时,它会将消息发送到已注册的观察者。这些观察者使用该信息执行的操作与可观察的对象无关。结果是对象可以相互对话,而不必了解原因。

一个简单示例是系统中的用户列表。清单 4 中的代码显示一个用户列表,添加用户时,它将发送出一条消息。添加用户时,通过发送消息的日志观察者可以观察此列表。

清单 4. Observer.php

<?php
interface IObserver
{
  function onChanged( $sender, $args );
}
interface IObservable
{
  function addObserver( $observer );
}
class UserList implements IObservable
{
  private $_observers = array();
  public function addCustomer( $name )
  {
    foreach( $this->_observers as $obs )
      $obs->onChanged( $this, $name );
  }
  public function addObserver( $observer )
  {
    $this->_observers []= $observer;
  }
}
class UserListLogger implements IObserver
{
  public function onChanged( $sender, $args )
  {
    echo( "'$args' added to user list\n" );
  }
}
$ul = new UserList();
$ul->addObserver( new UserListLogger() );
$ul->addCustomer( "Jack" );
?>

命令链模式

命令链模式以松散耦合主题为基础,发送消息、命令和请求,或通过一组处理程序发送任意内容。每个处理程序都会自行判断自己能否处理请求。如果可以,该请求被处理,进程停止。您可以为系统添加或移除处理程序,而不影响其他处理程序。清单 5 显示了此模式的一个示例。

清单 5. Chain.php

<?php
interface ICommand
{
  function onCommand( $name, $args );
}
class CommandChain
{
  private $_commands = array();
  public function addCommand( $cmd )
  {
    $this->_commands []= $cmd;
  }
  public function runCommand( $name, $args )
  {
    foreach( $this->_commands as $cmd )
    {
      if ( $cmd->onCommand( $name, $args ) )
        return;
    }
  }
}
class UserCommand implements ICommand
{
  public function onCommand( $name, $args )
  {
    if ( $name != 'addUser' ) return false;
    echo( "UserCommand handling 'addUser'\n" );
    return true;
  }
}
class MailCommand implements ICommand
{
  public function onCommand( $name, $args )
  {
    if ( $name != 'mail' ) return false;
    echo( "MailCommand handling 'mail'\n" );
    return true;
  }
}
$cc = new CommandChain();
$cc->addCommand( new UserCommand() );
$cc->addCommand( new MailCommand() );
$cc->runCommand( 'addUser', null );
$cc->runCommand( 'mail', null );
?>

策略模式

我们讲述的最后一个设计模式是策略 模式。在此模式中,算法是从复杂类提取的,因而可以方便地替换。例如,如果要更改搜索引擎中排列页的方法,则策略模式是一个不错的选择。思考一下搜索引擎的几个部分 —— 一部分遍历页面,一部分对每页排列,另一部分基于排列的结果排序。在复杂的示例中,这些部分都在同一个类中。通过使用策略模式,您可将排列部分放入另一个类中,以便更改页排列的方式,而不影响搜索引擎的其余代码。

作为一个较简单的示例,清单 6 显示了一个用户列表类,它提供了一个根据一组即插即用的策略查找一组用户的方法。

清单 6. Strategy.php

<?php
interface IStrategy
{
  function filter( $record );
}
class FindAfterStrategy implements IStrategy
{
  private $_name;
  public function __construct( $name )
  {
    $this->_name = $name;
  }
  public function filter( $record )
  {
    return strcmp( $this->_name, $record ) <= 0;
  }
}
class RandomStrategy implements IStrategy
{
  public function filter( $record )
  {
    return rand( 0, 1 ) >= 0.5;
  }
}
class UserList
{
  private $_list = array();
  public function __construct( $names )
  {
    if ( $names != null )
    {
      foreach( $names as $name )
      {
        $this->_list []= $name;
      }
    }
  }
  public function add( $name )
  {
    $this->_list []= $name;
  }
  public function find( $filter )
  {
    $recs = array();
    foreach( $this->_list as $user )
    {
      if ( $filter->filter( $user ) )
        $recs []= $user;
    }
    return $recs;
  }
}
$ul = new UserList( array( "Andy", "Jack", "Lori", "Megan" ) );
$f1 = $ul->find( new FindAfterStrategy( "J" ) );
print_r( $f1 );
$f2 = $ul->find( new RandomStrategy() );
print_r( $f2 );
?>

策略模式非常适合复杂数据管理系统或数据处理系统,二者在数据筛选、搜索或处理的方式方面需要较高的灵活性。

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