PHP中常用的设计模式

本文涉及的产品
云数据库 RDS MySQL,集群系列 2核4GB
推荐场景:
搭建个人博客
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
云数据库 RDS PostgreSQL,集群系列 2核4GB
简介: 设计模式是软件设计中解决问题的常见模式,它们提供了良好的实践,但使用时需注意其可能带来的耦合和测试难度问题。例如,单例模式可能导致全局状态,降低可测试性,而依赖注入可以作为更好的替代方案。
  1. 创建型模式
    单例模式、工厂模式、简单工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式
  2. 结构型模式
    适配器模式、组合模式、代理模式、外观模式、装饰器模式、桥接模式、享元模式
  3. 行为型模式
    观察者模式、迭代子模式、策略模式、命令模式、模板方法模式、责任链模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、注册模式

单例模式

  • 什么是单例模式?
    单例模式通俗定义,一个类只有一个实例。而且是内部自行实例化并向整个系统全局地提供这个实例。它不会创建实例副本,而是返回单例类内部存储的实例一个引用。

上面的代码用静态变量 实现了单例模式和创建单例的静态方法 getInstance(). 请注意以下几点:

  • 构造函数 __construct() 被声明为 protected 是为了防止用 new 操作符在这个类之外创建新的实例。
  • 魔术方法 __clone() 被声明为 private 是为了防止用 clone 操作符克隆出新的实例.
  • 魔术方法 __wakeup() 被声明为 private 是为了防止通过全局函数 unserialize() 反序列化这个类的实例。
  • 新的实例是用过静态方法 getInstance() 使用后期静态绑定生成的。这允许我们对 Singleton 类进行继承,并且在取得 SingletonChild 的单例时不会出现问题。
    单例模式是非常有用的,特别是我们需要确保在整个请求的声明周期内只有一个实例存在。典型的应用场景是,当我们有一个全局的对象(比如配置类)或一个共享的资源(比如事件队列)时。

你应该非常小心地使用单例模式,因为它非常自然地引入了全局状态到你的应用中,降低了可测试性。 在大多数情况下,依赖注入可以(并且应该)代替单例类。 使用依赖注入意味着我们不会在设计应用时引入不必要的耦合,因为对象使用共享的或全局的资源,不再需要耦合具体的类。

<?php
/**
 *  我们如何来写一个属于自己的单例类呢?
 *  写一个单例类是否有什么规则可寻?
 *  1.有一个静态成员变量来保存类的唯一实例
 *  2.构造函数和克隆函数必须申明为私有的(防止外部程序能通过 new 关键字进行创建对象)
 *  3.公共的静态方法可以访问类的实例作为一个引用返回
 *  4.只能实例化一次
 */


class Obj
{
   

    protected static $_Ins;

    public $str = null;

    private function __construct()
    {
   
        $this->str = mt_rand(100,999);
    }

    private function __clone(){
   

    }

    public static function getInstance(){
   
        if (!(self::$_Ins instanceof self)){
   
            self::$_Ins = new self();
        }
        return self::$_Ins;
    }


}

$a = Obj::getInstance();
$b = Obj::getInstance();

var_dump($a);
echo '<br/><hr/>';
var_dump($b);
echo '<br/><hr/>';
var_dump($a === $b); // true


或者采用 ci 框架比较古老的单例方法

<?php

class ClassName
{
   

    private static $instance;

    function __construct()
    {
   
        // 运用了 $this 因此下面调用的时候必须先实例化
        self::$instance =& $this;
    }

    public static function &get_instance()
    {
   
        return self::$instance;
    }

}

$aa = new ClassName;
$bb = ClassName::get_instance();
$cc = ClassName::get_instance();

echo '<pre>';
var_dump($aa);

echo '<pre>';
var_dump($bb);

echo '<pre>';
var_dump($cc);

策略模式

  • 什么是策略模式?
    定义了算法家族,分别封装起来,让它们之间可以相互替换,此模式让算法的变化不会影响到使用算法的用户。使用策略模式可以实现 Ioc、依赖倒置、控制反转
    ```php
    <?php
    /**
    • 策略模式
    • 需求:同样一份数据需要导出不同的格式
      */

class DataModel {
private $writer;
public function __construct($writer){
$this->writer = $writer;
}

public function export(){
    $data = [
        [1, 'This is first'],
        [2, 'This is second'],
        [3, 'This is third']
    ];
    $this->writer->write($data);
}

}

abstract class Writer {
protected $_file;
public function __construct($file){
$this->_file = $file;
}

// 强制要求子类定义 write 方法
abstract function write($data);

}

/**

  • 以 CSV 格式写入数据
    */
    class CsvWriter extends Writer {

    public function write($data) {

     $fp = fopen($this->_file, 'w');
     foreach ($data as $row) {
         fputcsv($fp, $row);
     }
     fclose($fp);
    

    }

}

/**

  • 以 Html 格式写入数据
    */
    class HtmlWriter extends Writer {

    public function write($data) {

     $fp = fopen($this->_file, 'w');
     fwrite($fp, '<table>');
     foreach ($data as $row) {
         fwrite($fp, '<tr><td>' . implode('</td><td>', $row) . '</td></tr>\n');
     }
     fwrite($fp, '</table>');
     fclose($fp);
    

    }

}

$model = new DataModel(new CsvWriter('D:\test.csv'));
$model->export();


```php
/**
 *
 * 需求:假如一个电商网站系统,针对男性女性用户要各自跳转到不同的商品类目,并且所有广告位展示不同的广告
 */

 // UserStrategy.php 
 <?php

namespace IMooc;

interface UserStrategy {

    function showAd();

    function showCategory();

}

// FemaleUserStrategy.php
<?php

namespace IMooc;

class FemaleUserStrategy implements UserStrategy {

    function showAd () {
        echo '2014新款女装';
    }

    function showCategory () {
        echo '女装';
    }

}

// MaleUserStrategy.php
<?php
namespace IMooc;

class MaleUserStrategy implements UserStrategy {

    function showAd () {
        echo '2014男装秀';
    }

    function showCategory () {
        echo '男装';
    }

}

// 调用
class Page {

    protected $strategy;

    function index () {
        echo 'AD:';
        $this->strategy->showAd();

        echo '<br/>';

        echo 'Category:';
        $this->strategy->showCategory();
    }

    function setStrategy (\IMooc\UserStrategy $strategy) {
        $this->strategy = $strategy;
    }


}

$page = new Page;

if (isset($_GET['female'])) {
    $strategy = new \IMooc\FemaleUserStrategy();
} else {
    $strategy = new \IMooc\MaleUserStrategy();
}

$page->setStrategy($strategy);
$page->index();

观察者模式

  • 什么是观察者模式?
    定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。这个主题对象在状态发生变化时,会通知所有观察者对象,使它们能够自动更新自己。

应用场景:一个事件发生后,要执行一连串更新操作。传统的编程方式,就是在事件的代码之后直接加入处理逻辑。当更新的逻辑增多之后,代码会变得难以维护。这种方式是耦合的,侵入式的,增加新的逻辑需要修改事件主体的代码。

// EventGenerator.php 中
<?php

namespace IMooc;

abstract class EventGenerator {
   

    private $observers = array();

    // 添加观察者
    function addObserver (Observer $observer) {
   
        $this->observers[] = $observer;
    }

    // 调用每一个观察者的 update 方法
    function notify () {
   
        foreach ($this->observers as $observer) {
   
            $observer->update();
        }
    }

}

Observer.php 中

<?php

namespace IMooc;

interface Observer {
   

    function update ($envent_info = null);


}

调用观察者

class Event extends \IMooc\EventGenerator {
   

    function trigger () {
   
        $this->notify();
    }


}

// 观察者1
class Observer1 implements \IMooc\Observer {
   

    function update ($event_info = null) {
   
        echo "逻辑1<br /> \n";
    }

}

// 观察者2
class Observer2 implements \IMooc\Observer {
   

    function update ($event_info = null) {
   
        echo "逻辑2<br /> \n";
    }

}

$event = new Event;
$event->addObserver(new Observer1);
$event->addObserver(new Observer2);
$event->trigger();

工厂模式

  • 什么是工厂模式?
    工厂方法或者类生成对象,而不是在代码中直接 new,好处在于改动一个类的名称或者参数时,只需要改动一个地方
    ```php
    // Factory.php
    <?php
    namespace IMooc;

class Factory {

public static function createDatabase () {
    // 在这里 实例化需要用到的对象
    return new Database();
}

}


外部调用时
```php
<?php
var_dump(IMooc\Factory::createDatabase());

注册树模式

  • 什么是注册树模式?
    解决全局共享和交换对象
// Register.php
<?php
namespace IMooc;

class Register {
   

    protected static $objects;

    /**
     * 注册实例
     * @param [type] $alias  实例别名
     * @param [type] $object 实例对象
     */
    static function set ($alias, $object) {
   
        self::$objects[$alias] = $object;
    }

    // 获取对象实例
    static function get ($name) {
   
        return self::$objects[$name];
    }

    // 删除对象实例
    static function _unset ($alias) {
   
        unset(self::$objects[$alias]);
    }

}

可以放在工厂文件中之后再在其他地方调用

// Factory.php 中设置
Register::set('db', Database::getInstance());

// 其它文件中调用
$db = \IMooc\Register::get('db');

适配器模式

  • 什么是适配器模式?
  1. 适配器模式,可以将截然不同的函数接口封装成统一的API;
  2. 实际应用举例,PHP的数据库操作有mysql,mysqli,pdo 3种,可以用适配器模式统一成一致。类似的场景还有 cache 适配器,将 memcache,redis,file,apc等不同的缓存函数,统一成一致。
    ```php
    // Database.php 文件中
    <?php
    namespace IMooc;

interface IDatabase {

function connect ($host, $user, $passwd, $dbname);

function query($sql);

function close();

}

class Database {

protected static $db;

// 获取对象实例
public static function getInstance(){

    if (!(self::$db instanceof self)){
        self::$db = new self();
    }
    return self::$db;
}

private function __construct(){}

private function __clone(){}

public static function where($where){
    return $this;
}

public static function order($order){
    return $this;
}


public static function limit($limit){
    return $this;
}

}

IMooc\Database\PDO.php 文件中
```php
<?php
namespace IMooc\Database;

use IMooc\IDatabase;

class PDO implements IDatabase {

    protected $conn;

    function connect ($host, $user, $passwd, $dbname) {
        $this->conn = new \PDO("mysql:host=$host;dbname=$dbname", $user, $passwd);
    }

    function query ($sql) {
        return $this->conn->query($sql);
    }

    function close () {
        unset($this->conn);
    }

}

调用

$db = new IMooc\Database\PDO();

$db->connect('127.0.0.1', 'root', '123456', 'test');
$res = $db->query('show databases');
$db->close();

数据对象映射模式

  • 什么是数据对象映射模式?
  1. 数据对象映射模式,是将对象和数据存储映射起来,对一个对象的操作会映射为对数据存储的操作。
<?php
namespace IMooc;

class User {
   

    public $id;
    public $name;
    public $phone;
    public $regtime;

    protected $db;

    function __construct ($id) {
   
        $this->db = new \IMooc\Database\MySQLi();
        $this->db->connect('127.0.0.1', 'root', '123456', 'test');
        $res = $this->db->query('select * from user limit 1');
        $data = $res->fetch_assoc();

        $this->id = $id;
        $this->name = $data['name'];
        $this->phone = $data['phone'];
        $this->regtime = $data['regtime'];

    }

    // 运用析构函数的特性实现更新操作
    function __destruct () {
   
        $this->db->query("update user set name = '{$this->name}',
            phone = '{$this->phone}',regtime = '$this->regtime'
              where id = '{$this->id}' limit 1 ");
    }

}

调用

$user = new \IMooc\User(1);


$user->phone = 18502728040;
$user->name = '张三';
$user->regtime = time();

原型模式

  • 什么是原型模式?
  1. 与工厂模式作用类似,都是用来创建对象。
  2. 与工厂模式的实现不同,原型模式是先创建好一个原型对象,然后通过 clone 原型对象来创建新的对象。这样就免去了类创建时重复的初始化操作。
  3. 原型模式适用于大对象的创建。创建一个大对象需要很大的开销,如果每次 new 就会消耗很大,原型模式仅需内存拷贝即可。

传统写法

// 实例化画布对象
$canvas1 = new IMooc\Canvas();
// 初始化画布操作
$canvas1->init();
// 对画布1进行绘制
$canvas1->rect(3,6,4,12);
$canvas1->draw();


// 实例化画布对象
$canvas2 = new IMooc\Canvas();
// 初始化画布操作
$canvas2->init();
// 对画布2进行绘制
$canvas1->rect(1,6,4,18);
$canvas2->draw();

使用原型模式

// 实例化画布对象
$prototype = new IMooc\Canvas();
// 初始化画布操作
$prototype->init();


$canvas1 = clone $prototype;
// 对画布1进行绘制
$canvas1->rect(3,6,4,12);
$canvas1->draw();

$canvas2 = clone $prototype;
// 对画布2进行绘制
$canvas2->rect(3,6,4,12);
$canvas2->draw();

装饰器模式

  1. 装饰器模式(Decorator),可以动态地添加修改类的功能。
  2. 一个类提供了一项功能,如果要在修改并添加额外的功能,传统的编程模式,需要写一个子类继承它,并重新实现类的方法。
  3. 使用装饰器模式,仅需要在运行时添加一个装饰器对象即可实现,可以实现最大的灵活性。

IMooc\Canvas.php


<?php
namespace IMooc;

class Canvas
{
   
    public $data;

    /**
     * 保存装饰器
     *
     * @var array
     */
    protected $decorators = array();

    /**
     * 初始化画布
     *
     * @param int $width
     * @param int $height
     */
    function init($width = 20, $height = 10)
    {
   
        $data = array();
        for($i = 0; $i < $height; $i++)
        {
   
            for($j = 0; $j < $width; $j++)
            {
   
                $data[$i][$j] = '*';
            }
        }
        $this->data = $data;
    }

    /**
     * 添加装饰器
     *
     * @param DrawDecorator $decorator
     */
    function addDecorator(DrawDecorator $decorator)
    {
   
        $this->decorators[] = $decorator;
    }

    /**
     * 画画前的调用方法
     */
    function beforeDraw()
    {
   
        foreach($this->decorators as $decorator)
        {
   
            $decorator->beforeDraw();
        }
    }

    /**
     * 画画后的调用方法
     */
    function afterDraw()
    {
   
        // 需要进行反转,beforeDraw 方法是先进,afterDraw 方法是先出  (先进先出,后进后出)
        $decorators = array_reverse($this->decorators);
        foreach($decorators as $decorator)
        {
   
            $decorator->afterDraw();
        }
    }

    /**
     * 画画
     */
    function draw()
    {
   
        $this->beforeDraw();
        foreach($this->data as $line)
        {
   
            foreach($line as $char)
            {
   
                echo $char;
            }
            echo "<br />\n";
        }
        $this->afterDraw();
    }

    function rect($a1, $a2, $b1, $b2)
    {
   
        foreach($this->data as $k1 => $line)
        {
   
            if ($k1 < $a1 or $k1 > $a2) continue;
            foreach($line as $k2 => $char)
            {
   
                if ($k2 < $b1 or $k2 > $b2) continue;
                $this->data[$k1][$k2] = '&nbsp;';
            }
        }
    }
}

IMooc\DrawDecorator.php


<?php
namespace IMooc;

interface DrawDecorator
{
   
    function beforeDraw();
    function afterDraw();
}

IMooc\ColorDrawDecorator.php


<?php
namespace IMooc;

class ColorDrawDecorator implements DrawDecorator
{
   
    protected $color;
    function __construct($color = 'red')
    {
   
        $this->color = $color;
    }
    function beforeDraw()
    {
   
        echo "<div style='color: {$this->color};'>";
    }
    function afterDraw()
    {
   
        echo "</div>";
    }
}

IMooc\SizeDrawDecorator.php


<?php
namespace IMooc;

class SizeDrawDecorator implements DrawDecorator
{
   
    protected $size;
    function __construct($size = '14px')
    {
   
        $this->size = $size;
    }

    function beforeDraw()
    {
   
        echo "<div style='font-size: {$this->size};'>";
    }

    function afterDraw()
    {
   
        echo "</div>";
    }
}

调用


$canvas = new \IMooc\Canvas();
$canvas->init();
$canvas->addDecorator(new \IMooc\ColorDrawDecorator('green'));
// $canvas->addDecorator(new \IMooc\SizeDrawDecorator('10px'));
$canvas->rect(3, 6, 4, 12);
$canvas->draw();

迭代器模式

  1. 迭代器模式,在不需要了解内部实现的前提下,遍历一个聚合对象的内部元素。
  2. 相比于传统的编程模式,迭代器模式可以隐藏遍历元素的所需的操作。

IMooc\AllUser.php


<?php
namespace IMooc;

class AllUser implements \Iterator
{
   
    protected $ids;
    protected $data = array();
    protected $index;  // 迭代器的当前位置

    function __construct()
    {
   
        $db = Factory::getDatabase();
        $result = $db->query("select id from user");
        $this->ids = $result->fetch_all(MYSQLI_ASSOC);
    }

    // 当前元素
    function current()
    {
   
        $id = $this->ids[$this->index]['id'];
        // 获取指定 id 的用户信息
        return Factory::getUser($id);
    }

    // 下一个元素
    function next()
    {
   
        $this->index ++;
    }

    // 是否还有下一个元素
    function valid()
    {
   
        return $this->index < count($this->ids);
    }

    // 重置迭代器
    function rewind()
    {
   
        $this->index = 0;
    }

    // 获取当前的位置
    function key()
    {
   
        return $this->index;
    }

}

调用


// 所有的用户信息
$users = new \IMooc\AllUser();

foreach ($users as $user) {
   
    var_dump($user);
}

代理模式

  1. 在客户端与实体之间建立一个代理对象 (proxy),客户端对实体进行操作全部委派给代理对象,隐藏实体的具体实现细节。
  2. proxy 还可以与业务代码分离,部署到另外的服务器。业务代码中通过 RPC 来委派任务。

IMooc\Proxy.php


<?php
namespace IMooc;

class Proxy implements IUserProxy
{
   
    // 从数据库用于 读取 操作
    function getUserName($id)
    {
   
        $db = Factory::getDatabase('slave');
        $db->query("select name from user where id =$id limit 1");
    }

    // 主数据库用于 更新 操作
    function setUserName($id, $name)
    {
   
        $db = Factory::getDatabase('master');
        $db->query("update user set name = $name where id =$id limit 1");
    }
}

IMooc\IUserProxy.php


<?php
namespace IMooc;

interface IUserProxy
{
   
    function getUserName($id);
    function setUserName($id, $name);
}

调用


$proxy = new \IMooc\Proxy();
$proxy->getUserName($id);
$proxy->setUserName($id, $name);
相关实践学习
如何在云端创建MySQL数据库
开始实验后,系统会自动创建一台自建MySQL的 源数据库 ECS 实例和一台 目标数据库 RDS。
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10天前
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设计模式 算法 数据库连接
PHP中的设计模式:提高代码的可维护性与扩展性本文旨在探讨PHP中常见的设计模式及其应用,帮助开发者编写出更加灵活、可维护和易于扩展的代码。通过深入浅出的解释和实例演示,我们将了解如何使用设计模式解决实际开发中的问题,并提升代码质量。
在软件开发过程中,设计模式是一套经过验证的解决方案模板,用于处理常见的软件设计问题。PHP作为流行的服务器端脚本语言,也有其特定的设计模式应用。本文将重点介绍几种PHP中常用的设计模式,包括单例模式、工厂模式和策略模式,并通过实际代码示例展示它们的具体用法。同时,我们还将讨论如何在实际项目中合理选择和应用这些设计模式,以提升代码的可维护性和扩展性。
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3天前
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设计模式 算法 数据库连接
PHP中的设计模式
本文将深入探讨PHP编程语言中常见的设计模式,包括单例模式、工厂模式和策略模式。我们将通过实例解析这些设计模式的实现方法和应用情景,帮助读者理解如何在PHP开发中合理利用设计模式来提高代码的可维护性和扩展性。无论是新手还是经验丰富的开发者,都能从中获得启发和实用技巧。
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8天前
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设计模式 算法 数据库连接
PHP中的设计模式:提高代码的可维护性与扩展性
设计模式在PHP开发中至关重要,如单例模式确保类仅有一个实例并提供全局访问点,适用于管理数据库连接或日志记录。工厂模式封装对象创建过程,降低系统耦合度;策略模式定义算法系列并使其可互换,便于实现不同算法间的切换。合理选择设计模式需基于需求分析,考虑系统架构,并通过测试驱动开发验证有效性,确保团队协作一致性和代码持续优化。设计模式能显著提升代码质量,解决开发中的设计难题。
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5天前
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设计模式 算法 PHP
PHP中的设计模式:提升代码的灵活性与可维护性
在本文中,我们将深入探讨PHP编程语言中的一种重要概念——设计模式。设计模式是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。它代表了最佳的实践,被有经验的面向对象的软件开发人员所采用。本文将通过具体的实例,展示如何在PHP项目中应用设计模式,以提高代码的灵活性和可维护性。无论你是PHP初学者还是经验丰富的开发者,都能从中获得有价值的见解。
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7天前
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设计模式 算法 PHP
PHP中的设计模式:策略模式的深入探索与实践在软件开发的广袤天地中,PHP以其独特的魅力和强大的功能,成为无数开发者手中的得力工具。而在这条充满挑战与机遇的征途上,设计模式犹如一盏明灯,指引着我们穿越代码的迷雾,编写出更加高效、灵活且易于维护的程序。今天,就让我们聚焦于设计模式中的璀璨明珠——策略模式,深入探讨其在PHP中的实现方法及其实际应用价值。
策略模式,这一设计模式的核心在于它为软件设计带来了一种全新的视角和方法。它允许我们在运行时根据不同情况选择最适合的解决方案,从而极大地提高了程序的灵活性和可扩展性。在PHP这门广泛应用的编程语言中,策略模式同样大放异彩,为开发者们提供了丰富的创作空间。本文将从策略模式的基本概念入手,逐步深入到PHP中的实现细节,并通过一个具体的实例来展示其在实际项目中的应用效果。我们还将探讨策略模式的优势以及在实际应用中可能遇到的挑战和解决方案,为PHP开发者提供一份宝贵的参考。
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7天前
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设计模式 存储 安全
PHP中的设计模式:单例模式深度解析
在软件开发的广袤天地中,设计模式如同璀璨星辰,指引着程序员们解决复杂问题的方向。其中,单例模式以其独特的魅力,确保了一个类仅有一个实例,并提供了一个访问它的全局访问点,成为众多项目中不可或缺的设计智慧。本文旨在深入探讨PHP中单例模式的实现方式、应用场景及背后的哲理,引导读者思考其在现代软件架构中的重要性与运用策略。
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6天前
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设计模式 存储 数据库连接
探索PHP中的设计模式:提高代码的可维护性与扩展性
本文将深入探讨PHP中常用的设计模式,包括单例模式、工厂模式和观察者模式。通过具体的代码示例,展示如何在实际项目中应用这些设计模式,以提高代码的可维护性与扩展性。无论你是PHP初学者还是有一定经验的开发者,都可以通过本文的学习,提升你的编程技巧和项目架构能力。
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8天前
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设计模式 存储 缓存
PHP中的设计模式:单例模式的深入解析
在PHP开发中,设计模式是提高代码可维护性、扩展性和重用性的关键技术之一。本文将深入探讨PHP中的单例模式,包括其定义、实现方式、应用场景以及优缺点。通过对单例模式的全面剖析,帮助开发者更好地理解和应用这一设计模式,从而编写出更加高效和优雅的PHP代码。