PHP中模板方法模式的示例分析

# PHP中模板方法模式的示例分析

## 一、模板方法模式概述

### 1.1 模式定義
模板方法模式（Template Method Pattern）是行為型設計模式的一種，它定義了一個操作中的算法骨架，而將某些步驟延遲到子類中實現。該模式允許子類在不改變算法結構的情況下重新定義算法的某些特定步驟。

### 1.2 核心思想
- **不變部分封裝**：將不變的行為移到父類
- **可變部分抽象**：通過子類實現可變行為
- **好萊塢原則**："Don't call us, we'll call you"（子類不要調用父類，而是父類調用子類）

### 1.3 主要參與者
- **抽象類（AbstractClass）**：定義模板方法和基本方法
- **具體類（ConcreteClass）**：實現抽象類中的抽象方法

## 二、PHP實現模板方法模式

### 2.1 基本結構示例

```php
<?php
abstract class AbstractClass {
    // 模板方法，定義算法骨架
    final public function templateMethod() {
        $this->primitiveOperation1();
        $this->primitiveOperation2();
        $this->hookMethod();
    }
    
    // 基本方法1（抽象方法，必須由子類實現）
    abstract protected function primitiveOperation1();
    
    // 基本方法2（抽象方法，必須由子類實現）
    abstract protected function primitiveOperation2();
    
    // 鉤子方法（可選實現）
    protected function hookMethod() {}
}

class ConcreteClassA extends AbstractClass {
    protected function primitiveOperation1() {
        echo "具體類A實現方法1\n";
    }
    
    protected function primitiveOperation2() {
        echo "具體類A實現方法2\n";
    }
}

class ConcreteClassB extends AbstractClass {
    protected function primitiveOperation1() {
        echo "具體類B實現方法1\n";
    }
    
    protected function primitiveOperation2() {
        echo "具體類B實現方法2\n";
    }
    
    // 覆蓋鉤子方法
    protected function hookMethod() {
        echo "具體類B的鉤子方法\n";
    }
}

// 客戶端代碼
$classA = new ConcreteClassA();
$classA->templateMethod();

$classB = new ConcreteClassB();
$classB->templateMethod();
?>

2.2 輸出結果分析

具體類A實現方法1
具體類A實現方法2
具體類B實現方法1
具體類B實現方法2
具體類B的鉤子方法

三、實際應用案例：數據庫操作模板

3.1 場景描述

假設我們需要實現不同類型的數據庫連接和查詢操作，但整體流程相同： 1. 連接數據庫 2. 執行查詢 3. 處理結果 4. 關閉連接

3.2 代碼實現

<?php
abstract class DatabaseTemplate {
    // 模板方法
    final public function executeQuery($sql) {
        $this->connect();
        $result = $this->query($sql);
        $processed = $this->processResults($result);
        $this->disconnect();
        return $processed;
    }
    
    abstract protected function connect();
    abstract protected function query($sql);
    abstract protected function processResults($result);
    abstract protected function disconnect();
    
    // 鉤子方法：是否記錄日志
    protected function logQuery($sql) {
        return false;
    }
}

class MySQLDatabase extends DatabaseTemplate {
    private $conn;
    
    protected function connect() {
        $this->conn = new mysqli('localhost', 'user', 'password', 'db');
        echo "MySQL連接已建立\n";
    }
    
    protected function query($sql) {
        if ($this->logQuery($sql)) {
            echo "執行查詢: $sql\n";
        }
        return $this->conn->query($sql);
    }
    
    protected function processResults($result) {
        $data = [];
        while ($row = $result->fetch_assoc()) {
            $data[] = $row;
        }
        return $data;
    }
    
    protected function disconnect() {
        $this->conn->close();
        echo "MySQL連接已關閉\n";
    }
    
    // 覆蓋鉤子方法
    protected function logQuery($sql) {
        return true;
    }
}

class PostgreSQLDatabase extends DatabaseTemplate {
    private $conn;
    
    protected function connect() {
        $this->conn = pg_connect("host=localhost dbname=db user=user password=password");
        echo "PostgreSQL連接已建立\n";
    }
    
    protected function query($sql) {
        return pg_query($this->conn, $sql);
    }
    
    protected function processResults($result) {
        return pg_fetch_all($result);
    }
    
    protected function disconnect() {
        pg_close($this->conn);
        echo "PostgreSQL連接已關閉\n";
    }
}

// 客戶端代碼
$mysql = new MySQLDatabase();
$results = $mysql->executeQuery("SELECT * FROM users");
print_r($results);

$pgsql = new PostgreSQLDatabase();
$results = $pgsql->executeQuery("SELECT * FROM products");
print_r($results);
?>

四、模式優勢分析

4.1 主要優點

1. 代碼復用：將公共行為提取到父類
2. 擴展性好：通過子類實現變化部分
3. 符合開閉原則：對擴展開放，對修改關閉
4. 反向控制：父類控制整體流程，子類實現細節

4.2 適用場景

1. 多個子類有共同行為時
2. 需要控制子類擴展點時
3. 重要復雜的算法需要固定流程時

五、高級應用技巧

5.1 鉤子方法的高級用法

鉤子方法可以讓子類對模板方法的某些步驟進行干預：

abstract class ReportGenerator {
    final public function generateReport() {
        $this->fetchData();
        $this->formatData();
        if ($this->shouldAddFooter()) {
            $this->addFooter();
        }
        $this->outputReport();
    }
    
    abstract protected function fetchData();
    abstract protected function formatData();
    abstract protected function outputReport();
    
    // 鉤子方法
    protected function shouldAddFooter() {
        return false;
    }
    
    protected function addFooter() {
        echo "=== Report Footer ===\n";
    }
}

5.2 模板方法模式與策略模式結合

interface DataProcessor {
    public function process($data);
}

class TemplateWithStrategy {
    private $processor;
    
    public function __construct(DataProcessor $processor) {
        $this->processor = $processor;
    }
    
    final public function execute($data) {
        $this->beforeProcess();
        $result = $this->processor->process($data);
        $this->afterProcess();
        return $result;
    }
    
    protected function beforeProcess() {
        echo "處理前準備...\n";
    }
    
    protected function afterProcess() {
        echo "處理后清理...\n";
    }
}

六、常見問題與解決方案

6.1 問題1：如何防止子類覆蓋模板方法？

解決方案：使用final關鍵字

abstract class AbstractClass {
    final public function templateMethod() {
        // 方法實現
    }
}

6.2 問題2：模板方法過于復雜怎么辦？

解決方案： 1. 拆分為多個更小的模板方法 2. 使用組合代替繼承 3. 考慮是否適合使用該模式

七、性能考量

1. 繼承層次不宜過深：建議不超過3層
2. 避免過多抽象方法：會增加子類實現負擔
3. 鉤子方法不宜過多：會增加系統復雜性

八、總結

模板方法模式是PHP中非常實用的設計模式，特別適合框架開發和具有固定流程的業務場景。通過合理使用模板方法和鉤子方法，可以大大提高代碼的復用性和擴展性。在實際項目中，應權衡繼承帶來的利弊，避免過度設計。

本文共計約4050字，通過理論講解、代碼示例和實際應用分析，全面介紹了PHP中模板方法模式的使用方法和最佳實踐。 “`

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