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面向对象与设计模式

10分钟阅读

设计模式 — 先有问题，再找模式

一句话：模式不是名词展览，而是对「某类变化」的标准应对；说不出你要隔离哪种变化，就不要用模式。

🎯 这 20% 能解决哪些问题

你遇到的困惑本质原因马上能改的动作
一个方法里写了十几个 if/else 分支用条件判断代替了多态改为策略模式 + 映射表，分支变成实现类
对象创建越来越复杂构造函数参数爆炸，依赖顺序混乱参数 ≥4 个时用建造者，简单场景直接用工厂方法
想给类加日志/缓存/鉴权直接改原类，职责膨胀用装饰器或中间件包裹，原类保持不变
一处变更要通知多个模块调用方硬编码下游列表用观察者/事件，发送方只发事件
为了「以后可能扩展」提前抽象YAGNI，抽象成本高于收益第二次出现重复时再抽象

一、OOP四大特性

1.1 封装

封装 = 隐藏内部实现，只暴露必要的接口

好处：
├── 降低复杂度（使用者不需要知道内部细节）
├── 保护数据（防止外部随意修改）
└── 易于维护（内部实现可变，接口不变）

// ❌ 坏示例：属性直接暴露
class User {
    public $balance;  // 可以是负数！
}
 
// ✅ 好示例：封装 + 验证
class User {
    private float $balance = 0.0;
    
    public function deposit(float $amount): void {
        if ($amount <= 0) throw new Exception('金额必须大于0');
        $this->balance += $amount;
    }
    
    public function getBalance(): float {
        return $this->balance;
    }
}

1.2 继承

继承 = 代码复用 + 多态的基础

使用原则：
├── is-a关系：子类必须是父类的一种
├── 优先组合：能用组合不用继承
└── 继承深度≤3层：过深说明设计有问题

1.3 多态

多态 = 同一接口，不同实现

好处：
├── 可扩展：新增实现不影响调用方
├── 可替换：运行时切换实现
└── 可测试：轻松mock替换

interface PaymentMethod {
    public function pay(float $amount): bool;
}
 
class Alipay implements PaymentMethod { ... }
class WechatPay implements PaymentMethod { ... }
 
// 调用方无需关心具体实现
class Order {
    public function checkout(PaymentMethod $method, float $amount): void {
        $method->pay($amount);  // 多态调用
    }
}

1.4 抽象

抽象 = 提取共同特征，隐藏差异

方式：
├── 抽象类：可以有实现，只能单继承
└── 接口：只能有声明，可以多实现

二、创建型设计模式

2.1 单例模式 Singleton

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

适用场景： 数据库连接、配置管理器、日志对象

2.2 工厂模式 Factory

// 简单工厂
class NotificationFactory {
    public static function create(string $type): Notification {
        return match($type) {
            'email' => new EmailNotification(),
            'sms'   => new SmsNotification(),
            default => throw new Exception("Unknown type: $type"),
        };
    }
}

适用场景： 对象创建逻辑复杂、需要隐藏创建细节

2.3 建造者模式 Builder

class OrderBuilder {
    private string $userId;
    private array $items = [];
    
    public function setUserId(string $id): self {
        $this->userId = $id;
        return $this;
    }
    
    public function addItem(string $product, int $qty): self {
        $this->items[] = compact('product', 'qty');
        return $this;
    }
    
    public function build(): Order {
        return new Order($this->userId, $this->items);
    }
}
 
// 使用
$order = (new OrderBuilder())
    ->setUserId('u123')
    ->addItem('book', 2)
    ->build();

适用场景： 对象参数多、构建过程复杂

三、结构型设计模式

3.1 适配器模式 Adapter

// 将旧API适配为新接口
class AlipayAdapter implements PaymentGateway {
    public function __construct(private AlipayOldApi $api) {}
    
    public function charge(float $amount): array {
        return $this->api->pay(['amount' => $amount]);
    }
}

适用场景： 集成第三方库、兼容旧接口

3.2 装饰器模式 Decorator

// 类似Laravel中间件
class LoggingDecorator implements RequestHandler {
    public function handle(string $uri): string {
        $this->logger->info("Handling: $uri");
        $result = $this->next->handle($uri);
        $this->logger->info("Result: {$result['status']}");
        return $result;
    }
}

适用场景： 动态添加功能、AOP编程

3.3 代理模式 Proxy

// 懒加载代理
class ImageProxy {
    private ?RealImage $realImage = null;
    
    public function display(): void {
        if (!$this->realImage) {
            $this->realImage = new RealImage($this->path);
        }
        $this->realImage->display();
    }
}

适用场景： 懒加载、访问控制、远程代理

四、行为型设计模式

4.1 观察者模式 Observer

// Laravel事件系统就是观察者模式
event(new OrderShipped($order));  // 触发事件
// 所有监听OrderShipped的处理器会被调用

适用场景： 事件驱动、解耦发布订阅

4.2 策略模式 Strategy

interface DiscountStrategy {
    public function calculate(float $amount): float;
}
 
class PercentDiscount implements DiscountStrategy {
    public function calculate(float $amount): float {
        return $amount * (1 - $this->percent / 100);
    }
}
 
// 运行时切换策略
$order->applyDiscount(new PercentDiscount(20));

适用场景： 多种算法可替换、避免大量if-else

4.3 责任链模式 Chain of Responsibility

// Laravel中间件管道
Pipeline::send($request)
    ->through([
        Authenticate::class,
        CheckPermission::class,
        LogRequest::class,
    ])
    ->then(function ($request) {
        return $this->handle($request);
    });

适用场景： 请求处理链、过滤器链

五、Laravel中的设计模式

模式Laravel体现
IoC容器app() / resolve()
单例Facade（静态代理）
工厂ModelFactory / Factory类
观察者Event/Listener系统
策略Payment Gateway接口
责任链Middleware管道
适配器Service Provider绑定

六、本章总结

核心规律：设计模式不是目的，而是解决特定问题的最佳实践。找到问题，选择模式，而不是拿着模式找问题。

关键记忆点

  • ✅ OOP四大特性：封装、继承、多态、抽象
  • ✅ 创建型模式：单例、工厂、建造者
  • ✅ 结构型模式：适配器、装饰器、代理
  • ✅ 行为型模式：观察者、策略、责任链
  • ✅ Laravel本身就是设计模式的集大成者

🎓 实战场景（TIL）

  • 场景：单测互相污染，跑顺序不同就失败。本质：单例成了全局可变状态，测试无法隔离。要点：单例只用于无状态服务（连接池、配置）；依赖由容器注入，测试里换成内存实现。
  • 场景：下单函数里 5 层 switch($type)，每加一种价格都要改它。本质：行为随类型变化，却用条件分支堆叠。要点：策略 + 映射表（类型 → 处理器），新增类型只加类不改调用方；但只有 2 个分支时直接写 if 更清楚。
  • 场景：积分、通知、日志都写在下单流程里，一个外部服务超时导致下单失败。本质：不该强相关的联动被写进同一事务。要点：观察者/领域事件解耦，监听方异常不拖垮主流程；跨服务时改为走消息队列并保证至少一次投递 + 消费幂等。
  • 场景：给缓存加一层、给日志加一层，最后类谱系深得像树。本质：用继承堆功能。要点：横切能力用装饰器/中间件组合，能运行时开关也能单独测试；抽象层数超过三层先问一句是否真需要。

📋 一页速查

我遇到的信号用什么注意
长 if/else 按类型分支策略 + 映射表新增类型只加类，不改调用方
创建逻辑复杂、参数多工厂 / 建造者参数 ≤3 个时别上建造者
需要给对象加横切行为装饰器 / 中间件保持同一接口，可多层嵌套
跨模块通知观察者 / 事件注意失败隔离，监听方异常不能拖垮主流程
访问外部资源需控制代理懒加载、鉴权、缓存都适用
多个处理器按序尝试责任链必须有终止条件，否则死循环
只是「以后可能扩展」先不抽象第二次重复时再提炼

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