深入理解 PHP 的 7 个预定义接口

2023-12-19 12:03•php•阅读 2003

深入理解预定义接口

场景：平常工作中写的都是业务模块，很少会去实现这样的接口，但是在框架里面用的倒是很多。

1. Traversable（遍历）接口

该接口不能被类直接实现，如果直接写了一个普通类实现了该遍历接口，是会直接报致命的错误，提示使用 Iterator（迭代器接口）或者 IteratorAggregate（聚合迭代器接口）来实现，这两个接口后面会介绍；所有通常情况下，我们只是会用来判断该类是否可以使用 foreach 来进行遍历；

1    class Test implements Traversable
2     {
3     }
4     上面这个是错误示范，该代码会提示这样的错误：
5     Fatal error: Class Test must implement interface Traversable as part of either Iterator or 
6     IteratorAggregate in Unknown on line 0


    上面的大致意思是说如要实现这个接口，必须同Iterator或者IteratorAggregate来实现

    正确的做法：
    当我们要判断一个类是否可以使用foreach来进行遍历，只需要判断是否是traversable的实例

1     class Test
2     {
3     }
4     $test = new Test;
5     var_dump($test instanceOf Traversable);

2. Iterator（迭代器）接口

迭代器接口其实实现的原理就是类似指针的移动，当我们写一个类的时候，通过实现对应的 5 个方法：key（），current（），next（），rewind（），valid（），就可以实现数据的迭代移动，具体看以下代码

 1 <?php
 2     class Test implements Iterator
 3     {
 4         private $key;
 5         private $val = [
 6             'one',
 7             'two',
 8             'three',
 9         ];
10 
11         public function key()
12         {
13             return $this->key;
14         }
15 
16         public function current()
17         {
18             return $this->val[$this->key];
19         }
20 
21         public function next()
22         {
23             ++$this->key;
24         }
25 
26         public function rewind()
27         {
28             $this->key = 0;
29         }
30 
31         public function valid()
32         {
33             return isset($this->val[$this->key]);
34         }
35     }
36 
37     $test = new Test;
38 
39     $test->rewind();
40 
41     while($test->valid()) {
42         echo $test->key . ':' . $test->current() . PHP_EOL;
43         $test->next();
44     }

  ## 该输出结果 ：       
        0: one
        1: two
        2: three

  看了这个原理我们就知道，其实迭代的移动方式：rewind（）-> valid（）->key() -> current() -> next() -> valid（）-> key() ....-> valid();

  好的，理解了上面，我们打开Iterator的接口，发现它是实现了Traversable（遍历）接口的，接下来我们来证明下：
  var_dump($test instanceOf Traversable);
  结果返回的是true，证明这个类的对象是可以进行遍历的。

1 foreach （$test as $key => $value）{
2         echo $test->key . ':' . $test->current() . PHP_EOL;
3  }

 这个的结果跟while循环实现的模式是一样的。

3. IteratorAggregate（聚合迭代器）接口

聚合迭代器和迭代器的原理是一样的，只不过聚合迭代器已经实现了迭代器原理，你只需要实现一个 getIterator（）方法来实现迭代，具体看以下代码

 1 <?php
 2     class Test implements IteratorAggregate
 3     {
 4         public $one = 1;
 5         public $two = 2;
 6         public $three = 3;
 7 
 8         public function __construct()
 9         {
10             $this->four = 4;
11         }
12 
13         public function getIterator()
14         {
15             return new AraayIterator($this);
16         }
17     }
18 
19     $test = (new Test())->getIterator();
20     $test->rewind();
21     while($test->valid()) {
22         echo $test->key() . ' : '  .  $test->current() . PHP_EOL;
23         $test->next();
24     }
25 
26     从上面的代码，我们可以看到我们将Test类的对象传进去当做迭代器，通过while循环的话，我们必须通过调用getIterator（）方法获取到迭代器对象，然后直接进行迭代输出，而不需要去实现相关的key()等方法。
27     当然这个时候，我们肯定想知道是否可以直接从foreach进行迭代循环出去呢？那么我们来打印一下结果
28 
29     $test = new Test;
30     var_dump($test instanceOf Traversable);
31 
32     结果是输出bool true，所以我们接下来是直接用foreach来实现一下。
33 
34     $test = new Test;
35   foreach($test as $key => $value) {
36      echo $key . ' : ' . $value  .  PHP_EOL;
37   }
38 
39  接下来，我们看到是对对象进行迭代，这个时候我们是否可以数组进行迭代呢？
40 
41  class Test implements IteratorAggregate
42  {
43     public $data;
44 
45     public function __construct()
46     {
47         $this->data = [''one' =>  1 , 'two' => 2];
48     }
49 
50     public function getIterator()
51     {
52         return new AraayIterator($this->data);
53     }
54  }
55 
56  同理实现的方式跟对对象进行迭代是一样的。
57

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4. ArrayAccess（数组式访问）接口

通常情况下，我们会看到 this ['name'] 这样的用法，但是我们知道，$this 是一个对象，是如何使用数组方式访问的？答案就是实现了数据组访问接口 ArrayAccess，具体代码如下

 1 <?php
 2     class Test implements ArrayAccess
 3     {
 4         public $container;
 5 
 6         public function __construct()
 7         {
 8             $this->container = [
 9                 'one' => 1,
10                 'two' => 2,
11                 'three'  => 3,
12             ];
13         }
14 
15         public function offsetExists($offset) 
16         {
17             return isset($this->container[$offset]);
18         }
19 
20         public function offsetGet($offset)
21         {
22             return isset($this->container[$offset]) ? $this->container[$offset] : null;
23         }
24 
25         public function offsetSet($offset, $value)
26         {
27             if (is_null($offset)) {
28                 $this->container[] = $value;
29             } else {
30                 $this->container[$offset] = $value;
31             }
32         }
33 
34         public function offsetUnset($offset)
35         {
36             unset($this->container[$offset]);
37         }
38     }
39    $test = new Test;
40    var_dump(isset($test['one']));
41    var_dump($test['two']);
42    unset($test['two']);
43    var_dump(isset($test['two']));
44    $test['two'] = 22;
45    var_dump($test['two']);
46    $test[] = 4;
47    var_dump($test);
48    var_dump($test[0]);
49 
50    当然我们也有经典的一个做法就是把对象的属性当做数组来访问
51 
52    class Test implements ArrayAccess
53    {
54         public $name;
55 
56         public function __construct()
57         {
58             $this->name = 'gabe';  
59         }
60 
61         public function offsetExists($offset)
62         {
63             return isset($this->$offset);
64         }
65 
66         public function offsetGet($offset)
67         {
68             return isset($this->$offset) ? $this->$offset : null;
69         }
70 
71         public function offsetSet($offset, $value)
72         {
73             $this->$offset = $value;
74         }
75 
76         public function offsetUnset($offset)
77         {
78             unset($this->$offset);
79         }
80    }
81 
82   $test = new Test;
83   var_dump(isset($test['name']));
84   var_dump($test['name']);
85   var_dump($test['age']);
86   $test[1] = '22';
87   var_dump($test);
88   unset($test['name']);
89   var_dump(isset($test['name']));
90   var_dump($test);
91   $test[] = 'hello world';
92   var_dump($test);
93

5. Serializable （序列化）接口

通常情况下，如果我们的类中定义了魔术方法，sleep(),wakeup () 的话，我们在进行 serialize () 的时候，会先调用 sleep () 的魔术方法，我们通过返回一个数组，来定义对对象的哪些属性进行序列化，同理，我们在调用反序列化 unserialize () 方法的时候，也会先调用的 wakeup（）魔术方法，我们可以进行初始化，如对一个对象的属性进行赋值等操作；但是如果该类实现了序列化接口，我们就必须实现 serialize（）方法和 unserialize () 方法，同时 sleep（）和 wakeup () 两个魔术方法都会同时不再支持，具体代码看如下；

 1 <?php
 2     class Test
 3     {    
 4         public $name;
 5         public $age;
 6 
 7         public function __construct()
 8         {
 9             $this->name = 'gabe';
10             $this->age = 25; 
11         }    
12 
13         public function __wakeup()
14         {
15             var_dump(__METHOD__); 
16             $this->age++;
17         }   
18 
19         public function __sleep()
20         {        
21             var_dump(__METHOD__);
22             return ['name'];    
23         }
24     }
25 
26     $test = new Test;
27     $a = serialize($test);
28     var_dump($a);
29     var_dump(unserialize($a));
30 
31     //实现序列化接口，发现魔术方法失效了
32 
33    class Test implements Serializable
34    {    
35     public $name;
36     public $age;
37 
38     public function __construct()
39     {        
40         $this->name = 'gabe';
41         $this->age = 25;
42     } 
43 
44     public function __wakeup()
45     { 
46         var_dump(__METHOD__);
47         $this->age++;
48     }
49 
50     public function __sleep()
51     {
52         var_dump(__METHOD__);
53         return ['name'];
54     }
55 
56     public function serialize()
57     {
58         return serialize($this->name);
59     } 
60 
61     public function unserialize($serialized)
62     {       
63         $this->name = unserialize($serialized);
64         $this->age = 1;    
65     }
66 }
67 $test = new Test;
68 $a = serialize($test);
69 var_dump($a);
70 var_dump(unserialize($a));
71

6. Closure 类

用于代表匿名函数的类，凡是匿名函数其实返回的都是 Closure 闭包类的一个实例，该类中主要有两个方法，bindTo（）和 bind（），通过查看源码，可以发现两个方法是殊途同归，只不过是 bind () 是个静态方法，具体用法看如下；

1 <?php
2     $closure = function () {
3         return 'hello world';
4     }
5 
6     var_dump($closure);
7     var_dump($closure());

通过上面的例子，可以看出第一个打印出来的是 Closure 的一个实例，而第二个就是打印出匿名函数返回的 hello world 字符串；接下来是使用这个匿名类的方法，这两个方法的目的都是把匿名函数绑定一个类上使用；
bindTo()

 1 <?php
 2 namespace demo1;
 3     class Test {
 4         private $name = 'hello woeld';
 5     }
 6 
 7     $closure = function () {
 8         return $this->name;
 9     }
10 
11     $func = $closure->bindTo(new Test);
12     $func();
13     // 这个是可以访问不到私有属性的，会报出无法访问私有属性
14     // 下面这个是正确的做法
15     $func = $closure->bindTo(new Test, Test::class);
16     $func();
17 
18 namespace demo2;
19     class Test
20     {
21         private statis $name = 'hello world';
22     }
23 
24     $closure = function () {
25         return self::$name;
26     }
27     $func = $closure->bindTo(null, Test::class);
28     $func();

bind()

 1 <?php
 2 namespace demo1;
 3 class Test 
 4 {
 5     private  $name = 'hello world';
 6 }
 7 
 8 $func = \Closure::bind(function() {
 9     return $this->name;
10 }, new Test, Test::class);
11 
12 $func();
13 
14 namespace demo2;
15 class Test 
16 {
17     private static  $name = 'hello world';
18 }
19 
20 $func = \Closure::bind(function() {
21     return self::$name;
22 }, null, Test::class);
23 
24 $func()

7. Generator （生成器）

Generator 实现了 Iterator，但是他无法被继承，同时也生成实例。既然实现了 Iterator，所以正如上文所介绍，他也就有了和 Iterator 相同的功能:rewind->valid->current->key->next...，Generator 的语法主要来自于关键字 yield。yield 就好比一次循环的中转站，记录本次的活动轨迹，返回一个 Generator 的实例。Generator 的优点在于，当我们要使用到大数据的遍历，或者说大文件的读写，而我们的内存不够的情况下，能够极大的减少我们对于内存的消耗，因为传统的遍历会返回所有的数据，这个数据存在内存上，而 yield 只会返回当前的值，不过当我们在使用 yield 时，其实其中会有一个处理记忆体的过程，所以实际上这是一个用时间换空间的办法。

 1 <?php
 2 $start_time = microtime(true);
 3 function xrange(int $num){
 4     for($i = 0; $i < $num; $i++) { 
 5         yield $i;    
 6     }
 7 }
 8 $generator = xrange(100000);
 9 foreach ($generator as $key => $value) { 
10     echo $key . ': ' . $value . PHP_EOL;
11 }
12 echo 'memory: ' . memory_get_usage() . ' time: '. (microtime(true) - $start_time);

输出：memory: 388904 time: 0.12135100364685

 1 <?php
 2 $start_time = microtime(true);
 3 function xrange(int $num){
 4     $arr = [];    
 5     for($i = 0; $i < $num; $i++) { 
 6         array_push($arr, $i);
 7     } 
 8     return $arr;
 9 }
10 $arr = xrange(100000);
11 foreach ($arr as $key => $value) {
12     echo $key . ': ' . $value . PHP_EOL;
13 }
14 echo 'memory: ' . memory_get_usage() . ' time: '. (microtime(true) - $start_time);

输出：memory: 6680312 time: 0.10804104804993

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