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探索 PHP Abstract Class，物件導向就是不斷的抽象化

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目錄

PHP Abstract Class 是物件導向的重要概念，目的是抽象化設計，讓程式更靈活，也是應用設計模式很重要的實作方式。

什麼是 PHP Class

在 PHP 中，Class 是一種用來封裝相關函式和變數的藍圖或模板。當您需要建立多個具有相同特性和行為的物件時，使用 Class 非常有用。

Class 實現了物件導向三要素～

封裝（Encapsulation）:

Class 可以將資料（變數）和行為（函式）封裝在一起。

繼承（Inheritance）:

一個 Class 可以繼承另一個 Class。

多型（Polymorphism）:

透過繼承（Inheritance）和介面（Interface），不同的 Class 可以定義相同的方法。

程式範例

<?php
// 定義一個名為 "Animal" 的 Class
class Animal {
    // 定義一個變數
    public $name;

    // 定義一個函式
    public function makeSound() {
        echo "Some generic animal sound";
    }
}

// 建立一個 Animal 物件
$animal = new Animal();
$animal->name = "Dog";
$animal->makeSound();  // 輸出 "Some generic animal sound"
?>

在這個範例中，我們定義了一個名為 Animal 的 Class，並在其中加入了一個變數 $name 和一個函式 makeSound()。然後，我們建立了一個 Animal 的實例（或物件）並設定其名稱和行為。

這是一個非常精簡的 Class 範例，更多 Class 說明介紹，請參考：PHP 物件導向的基礎，從類別 (Class) 與物件 (Object) 開始

什麼是 PHP Abstract Class

Abstract Class 是一種不能被實例化（不能建立物件）的 Class。它通常包含一個或多個抽象方法，這些方法僅有宣告而無實作。

當您有一些通用的方法，但不希望該 Class 被直接實例化時，應使用 Abstract Class。

程式範例

<?php
// 定義一個名為 "Animal" 的 Abstract Class
abstract class Animal {
    // 定義一個抽象方法
    abstract public function makeSound();

    // 定義一個普通方法
    public function run() {
        echo "Running";
    }
}

// 定義一個繼承自 Animal 的 Class
class Dog extends Animal {
    public function makeSound() {
        echo "Woof";
    }
}

// 建立一個 Dog 物件
$dog = new Dog();
$dog->makeSound();  // 輸出 "Woof"
$dog->run();        // 輸出 "Running"
?>

在這個範例中，我們定義了一個名為 Animal 的 Abstract Class，並在其中定義了一個抽象方法 makeSound() 和一個普通方法 run()。然後，我們建立了一個繼承自 Animal 的 Dog Class，並實作了 makeSound() 方法。

Class 與 Abstract Class 的差異

不同之處

  • Class 可以被實例化，而 Abstract Class 不可以。
  • Abstract Class 可以包含抽象方法，但 Class 不可以。

如何互動合作

通常，Abstract Class 作為基礎 Class，其他 Class 可以繼承它並實現其抽象方法。

程式範例

<?php
// 定義一個名為 "Animal" 的 Abstract Class
abstract class Animal {
    abstract public function makeSound();
}

// 定義一個繼承自 Animal 的 Class
class Dog extends Animal {
    public function makeSound() {
        echo "Woof";
    }
}

// 定義另一個繼承自 Animal 的 Class
class Cat extends Animal {
    public function makeSound() {
        echo "Meow";
    }
}

// 建立物件
$dog = new Dog();
$cat = new Cat();

// 輸出
$dog->makeSound();  // Woof
$cat->makeSound();  // Meow
?>

Simple PHP Abstract Class Diagram

Class Diagram

為什麼這樣設計？

抽象基類別（Abstract Base Class）：Animal 作為一個抽象基類別，定義了所有動物都應該有的基本行為，例如 makeSound()。

具體子類別（Concrete Subclasses）：Dog 和 Cat 是 Animal 的具體子類別，它們繼承了 Animal 的特性並提供了 makeSound() 方法的具體實作。

方法覆寫（Method Overriding）：在 Dog 和 Cat 類別中，我們覆寫了 makeSound() 方法，以提供各自特有的行為。

好處是什麼？

程式碼重用（Code Reusability）：透過使用繼承，Dog 和 Cat 類別可以重用 Animal 類別中的程式碼。這減少了重複程式碼，使得程式碼更為簡潔。

可維護性（Maintainability）：如果未來需要更改動物的共同行為，只需要在 Animal 類別中進行更改，而不需要在每一個子類別中單獨修改。

可擴展性（Extensibility）：如果未來需要新增更多種動物，只需要繼承 Animal 類別並提供新的 makeSound() 實作。這樣可以輕鬆地擴展程式。

多型（Polymorphism）：由於 Dog 和 Cat 都是 Animal 類型，我們可以使用多型來處理各種不同的動物，而不需要知道它們的具體類型。

高度抽象（High Abstraction）：使用 Abstract Class，我們可以定義一個高度抽象的框架，這有助於理解各個類別之間的關係，並強制子類別實作某些方法。

進階 Abstract Class 範例

<?php
// 定義一個名為 "Vehicle" 的 Abstract Class
abstract class Vehicle {
    public $speed;

    // 定義一個抽象方法
    abstract public function move();

    // 定義一個普通方法
    public function setSpeed($speed) {
        $this->speed = $speed;
    }
}

// 定義一個繼承自 Vehicle 的 Abstract Class
abstract class LandVehicle extends Vehicle {
    public $wheels;

    // 覆寫 move 方法
    public function move() {
        echo "Moving on land at speed " . $this->speed;
    }

    // 定義一個新的抽象方法
    abstract public function honk();
}

// 定義一個繼承自 LandVehicle 的 Class
class Car extends LandVehicle {
    public $brand;

    // 實現 honk 方法
    public function honk() {
        echo "Honking";
    }
}

// 建立一個 Car 物件
$car = new Car();
$car->setSpeed(100);  // 設定速度
$car->move();         // 輸出 "Moving on land at speed 100"
$car->honk();         // 輸出 "Honking"
?>

在這個範例中，我們首先定義了一個名為 Vehicle 的 Abstract Class，其中包含一個抽象方法 move() 和一個普通方法 setSpeed()。

然後，我們定義了一個繼承自 Vehicle 的 Abstract Class LandVehicle。在這個 Class 中，我們覆寫了 move() 方法並新增了一個新的抽象方法 honk()。

最後，我們定義了一個繼承自 LandVehicle 的 Class Car，並實作了 honk() 方法。

這個範例展示了如何在多層繼承中使用 Abstract Class，以及如何覆寫和實作抽象方法。

PHP Abstract Class Diagram

Class Diagram

為什麼這樣設計？

多層繼承（Multi-level Inheritance）：在這個範例中，我們有一個 Vehicle Abstract Class，以及一個繼承自 Vehicle 的 LandVehicle Abstract Class。這種多層繼承允許我們更細緻地組織程式碼。

方法覆寫（Method Overriding）：LandVehicle Class 覆寫了 Vehicle Class 中的 move() 方法。這樣做是為了提供更具體的實作。

抽象與具體方法（Abstract and Concrete Methods）：Vehicle 和 LandVehicle 都有抽象方法（需要子類別實作的方法），但也有具體方法（已經實作的方法）。這提供了一個平衡，使得 Class 既靈活又具有一定的結構。

有什麼好處？

程式碼重用（Code Reusability）：透過繼承，我們可以重用 Vehicle 和 LandVehicle 中的程式碼，這減少了重複程式碼。

可維護性（Maintainability）：使用 Abstract Class 和多層繼承使得程式碼更容易維護。如果需要更改移動的方式，我們只需要在一個地方（如 Vehicle 或 LandVehicle）進行更改。

可擴展性（Extensibility）：如果未來需要新增更多種交通工具（如 AirVehicle、WaterVehicle 等），這種設計使得擴展變得非常容易。

結構清晰（Clear Structure）：這種多層繼承和方法覆寫的結構使得程式碼更加組織化，更容易理解。

高度抽象（High Abstraction）：透過使用 Abstract Class，我們定義了一個高度抽象的框架，這有助於理解各個 Class 之間的關係。

實作細節隱藏（Implementation Hiding）：Abstract Class 提供了一個介面，但隱藏了實作的細節。這有助於封裝和資訊隱藏。

參考文章：