php设计模式(七)：原型模式（Prototype）

原型模式

原型模式又称为：克隆、Clone、Prototype，原型是一种创建型设计模式，使你能够复制已有对象，而又无需使代码依赖它们所属的类。

问题

如果有一个对象，并希望生成与其完全相同的一个复制品，该如何实现呢?

首先，必须新建一个属于相同类的对象。然后，必须遍历原始对象的 所有成员变量 ，并将成员变量值复制到新对象中。

并非所有对象都能通过这种方式进行复制，因为有些对象可能拥有 私有成员变量 ，它们在对象本身以外是不可见的。

直接复制还有另外一个问题。必须知道 对象所属的类 才能创建复制品，所以代码必须依赖该类。

解决方法

原型模式会将克隆过程委派给被克隆的实际对象。模式为所有支持克隆的对象声明了一个通用接口，该接口让你能够克隆对象，同时又无需将代码和对象所属类耦合。通常情况下，这样的接口中仅包含一个克隆方法。

实现步骤

STEP 1 创建原型接口

创建抽象原型基类接口，并在其中声明 克隆 方法。

STEP 2 创建具体原型

创建具体的原型类，并申明其 克隆 方法。克隆方法实现拷贝功能。

STEP 3 客户端

客户端使用具体的原型类，克隆一个相同的对象。

浅拷贝与深拷贝

说到原型方法就不得不提浅拷贝与深拷贝的问题，面试中也经常会问到此问题。

浅拷贝

被拷贝对象的所有变量都含有与原对象相同的值，而且对其他对象的引用仍然是指向原来的对象。即浅拷贝只负责当前对象实例，对引用的对象不做拷贝。

深拷贝

被拷贝对象的所有的变量都含有与原来对象相同的值，除了那些引用其他对象的变量。那些引用其他对象的变量将指向一个被拷贝的新对象，而不再是原有那些被引用对象。
即 深拷贝把要拷贝的对象所引用的对象也都拷贝了一次，而这种对被引用到的对象拷贝叫做间接拷贝。
深拷贝要深入到多少层，是一个不确定的问题。
在决定以深拷贝的方式拷贝一个对象的时候，必须决定对间接【与其相关联的对象】拷贝的对象是采取浅拷贝还是深拷贝还是继续采用深拷贝。
因此，在采取深拷贝时，需要决定多深才算深。此外，在深拷贝的过程中，很可能会出现循环引用的问题。

利用序列化来做深拷贝

利用序列化来做深拷贝,把对象写到流里的过程是序列化 Serilization 过程，但在业界又将串行化这一过程形象的称为“冷冻”或“腌咸菜”过程；

而把对象从流中读出来的过程则叫做反序列化 Deserialization 过程，也称为“解冻”或“回鲜”过程。
在PHP中使用 serialize 和 unserialize 函数实现序列化和反序列化

结构

1个 interface 或者 abstract 原型基类

多个或一个具体原型类

代码示例

抽象原型接口类

可手动增加零件的原型类

// Prototype.php
abstract class Prototype
{
    private array $parts = [];

    /**
     * 添加零件
     * @param string $type
     * @param float $price
     * @return void
     */
    public function add(string $type, float $price)
    {
        $this->parts[$type] = $price;
    }

    /**
     * 显示零件
     * @param string $type
     * @return mixed
     */
    public function show(string $type)
    {
        if (!isset($this->parts[$type])) {
            throw new \InvalidArgumentException('没有此部件');
        }
        return $this->parts[$type];
    }

    abstract public function __clone();
}

具体原型类

//Display.php
/**
 * 显示器
 */
class Display
{
    public $price = 1999.9;
}

// ComputerPrototype.php
class ComputerPrototype extends Prototype
{
    private object $display;

    public function __construct(Display $display)
    {
        $this->display = $display;
    }

    public function setDisplayPrice(float $price)
    {
        $this->display->price = $price;
    }

    public function __clone()
    {
        /**
         * 深拷贝序列化实现
         */
        //$serializeObj = serialize($this);  //  序列化
        //$cloneObj = unserialize($serializeObj);   //  反序列化
        //return $cloneObj;
        /**
         * 深拷贝克隆子类实现
         */
        //$this->display = clone $this->display;
        /**
         * 浅拷贝
         */
        return $this;
    }
}

客户端使用

$computer = new ComputerPrototype(new Display());
$computer->add('mouse', 49.9);
$computer->add('keyboard', 149.9);
var_dump($computer);


$cloneComputer = clone $computer;
$cloneComputer->add('keyboard', 199.9);
$cloneComputer->setDisplayPrice(2999.9);
var_dump($cloneComputer);
var_dump($computer);