Прочие шаблоны проектирования (Others)

Коротко: помимо трёх классических групп есть и прочие паттерны — например, Локатор служб (часто анти-паттерн), Репозиторий и EAV.

Помимо классической классификации (порождающие, структурные, поведенческие) есть и прочие шаблоны проектирования, не вошедшие в эти три группы. Разберём их назначение и примеры применения.

Локатор служб ( Service locator )

Этот шаблон считается анти-паттерном!

Некоторые считают Локатор Служб анти-паттерном. Он нарушает принцип инверсии зависимостей (Dependency Inversion principle) из набора принципов SOLID. Локатор Служб скрывает зависимости данного класса вместо их совместного использования, как в случае шаблона Внедрение Зависимости (Dependency Injection). В случае изменения данных зависимостей мы рискуем сломать функционал классов, которые их используют, вследствие чего затрудняется поддержка системы.

Используется для реализации слабосвязанной архитектуры, чтобы получить хорошо тестируемый, сопровождаемый и расширяемый код. Паттерн Инъекция зависимостей (DI) и паттерн Локатор Служб — это реализация паттерна Инверсия управления (Inversion of Control, IoC).

С Локатором Служб вы можете зарегистрировать сервис для определенного интерфейса. С помощью интерфейса вы можете получить зарегистрированный сервис и использовать его в классах приложения, не зная его реализацию. Вы можете настроить и внедрить объект Service Locator на начальном этапе сборки приложения.

Service.php

<?php

namespace DesignPatterns\More\ServiceLocator;

interface Service
{
}

ServiceLocator.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\ServiceLocator;

use OutOfRangeException;
use InvalidArgumentException;

class ServiceLocator
{
    /**
     * @var string[][]
     */
    private array $services = [];

    /**
     * @var Service[]
     */
    private array $instantiated = [];

    public function addInstance(string $class, Service $service)
    {
        $this->instantiated[$class] = $service;
    }

    public function addClass(string $class, array $params)
    {
        $this->services[$class] = $params;
    }

    public function has(string $interface): bool
    {
        return isset($this->services[$interface]) || isset($this->instantiated[$interface]);
    }

    public function get(string $class): Service
    {
        if (isset($this->instantiated[$class])) {
            return $this->instantiated[$class];
        }

        $object = new $class(...$this->services[$class]);

        if (!$object instanceof Service) {
            throw new InvalidArgumentException('Could not register service: is no instance of Service');
        }

        $this->instantiated[$class] = $object;

        return $object;
    }
}

LogService.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\ServiceLocator;

class LogService implements Service
{
}

Tests/ServiceLocatorTest.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\ServiceLocator\Tests;

use DesignPatterns\More\ServiceLocator\LogService;
use DesignPatterns\More\ServiceLocator\ServiceLocator;
use PHPUnit\Framework\TestCase;

class ServiceLocatorTest extends TestCase
{
    private ServiceLocator $serviceLocator;

    public function setUp(): void
    {
        $this->serviceLocator = new ServiceLocator();
    }

    public function testHasServices()
    {
        $this->serviceLocator->addInstance(LogService::class, new LogService());

        $this->assertTrue($this->serviceLocator->has(LogService::class));
        $this->assertFalse($this->serviceLocator->has(self::class));
    }

    public function testGetWillInstantiateLogServiceIfNoInstanceHasBeenCreatedYet()
    {
        $this->serviceLocator->addClass(LogService::class, []);
        $logger = $this->serviceLocator->get(LogService::class);

        $this->assertInstanceOf(LogService::class, $logger);
    }
}

Хранилище ( Repository )

Посредник между уровнями области определения (хранилище) и распределения данных. Использует интерфейс, похожий на коллекции, для доступа к объектам области определения. Репозиторий инкапсулирует набор объектов, сохраняемых в хранилище данных, и операции выполняемые над ними, обеспечивая более объектно-ориентированное представление реальных данных. Репозиторий также преследует цель достижения полного разделения и односторонней зависимости между уровнями области определения и распределения данных.

Примеры:

• Doctrine 2 ORM: в ней есть Repository, который является связующим звеном между Entity и DBAL и содержит методы для получения объектов.
• Laravel Framework

Post.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\Repository\Domain;

class Post
{
    public static function draft(PostId $id, string $title, string $text): Post
    {
        return new self(
            $id,
            PostStatus::fromString(PostStatus::STATE_DRAFT),
            $title,
            $text
        );
    }

    public static function fromState(array $state): Post
    {
        return new self(
            PostId::fromInt($state['id']),
            PostStatus::fromInt($state['statusId']),
            $state['title'],
            $state['text']
        );
    }

    private function __construct(
        private PostId $id,
        private PostStatus $status,
        private string $title,
        private string $text
    ) {
    }

    public function getId(): PostId
    {
        return $this->id;
    }

    public function getStatus(): PostStatus
    {
        return $this->status;
    }

    public function getText(): string
    {
        return $this->text;
    }

    public function getTitle(): string
    {
        return $this->title;
    }
}

PostId.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\Repository\Domain;

use InvalidArgumentException;

/**
 * This is a perfect example of a value object that is identifiable by it's value alone and
 * is guaranteed to be valid each time an instance is created. Another important property of value objects
 * is immutability.
 *
 * Notice also the use of a named constructor (fromInt) which adds a little context when creating an instance.
 */
class PostId
{
    public static function fromInt(int $id): PostId
    {
        self::ensureIsValid($id);

        return new self($id);
    }

    private function __construct(private int $id)
    {
    }

    public function toInt(): int
    {
        return $this->id;
    }

    private static function ensureIsValid(int $id)
    {
        if ($id <= 0) {
            throw new InvalidArgumentException('Invalid PostId given');
        }
    }
}

PostStatus.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\Repository\Domain;

use InvalidArgumentException;

/**
 * Like PostId, this is a value object which holds the value of the current status of a Post. It can be constructed
 * either from a string or int and is able to validate itself. An instance can then be converted back to int or string.
 */
class PostStatus
{
    public const STATE_DRAFT_ID = 1;
    public const STATE_PUBLISHED_ID = 2;

    public const STATE_DRAFT = 'draft';
    public const STATE_PUBLISHED = 'published';

    private static array $validStates = [
        self::STATE_DRAFT_ID => self::STATE_DRAFT,
        self::STATE_PUBLISHED_ID => self::STATE_PUBLISHED,
    ];

    public static function fromInt(int $statusId)
    {
        self::ensureIsValidId($statusId);

        return new self($statusId, self::$validStates[$statusId]);
    }

    public static function fromString(string $status)
    {
        self::ensureIsValidName($status);
        $state = array_search($status, self::$validStates);

        if ($state === false) {
            throw new InvalidArgumentException('Invalid state given!');
        }

        return new self($state, $status);
    }

    private function __construct(private int $id, private string $name)
    {
    }

    public function toInt(): int
    {
        return $this->id;
    }

    /**
     * there is a reason that I avoid using __toString() as it operates outside of the stack in PHP
     * and is therefore not able to operate well with exceptions
     */
    public function toString(): string
    {
        return $this->name;
    }

    private static function ensureIsValidId(int $status)
    {
        if (!in_array($status, array_keys(self::$validStates), true)) {
            throw new InvalidArgumentException('Invalid status id given');
        }
    }


    private static function ensureIsValidName(string $status)
    {
        if (!in_array($status, self::$validStates, true)) {
            throw new InvalidArgumentException('Invalid status name given');
        }
    }
}

PostRepository.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\Repository;

use OutOfBoundsException;
use DesignPatterns\More\Repository\Domain\Post;
use DesignPatterns\More\Repository\Domain\PostId;

/**
 * This class is situated between Entity layer (class Post) and access object layer (Persistence).
 *
 * Repository encapsulates the set of objects persisted in a data store and the operations performed over them
 * providing a more object-oriented view of the persistence layer
 *
 * Repository also supports the objective of achieving a clean separation and one-way dependency
 * between the domain and data mapping layers
 */
class PostRepository
{
    public function __construct(private Persistence $persistence)
    {
    }

    public function generateId(): PostId
    {
        return PostId::fromInt($this->persistence->generateId());
    }

    public function findById(PostId $id): Post
    {
        try {
            $arrayData = $this->persistence->retrieve($id->toInt());
        } catch (OutOfBoundsException $e) {
            throw new OutOfBoundsException(sprintf('Post with id %d does not exist', $id->toInt()), 0, $e);
        }

        return Post::fromState($arrayData);
    }

    public function save(Post $post)
    {
        $this->persistence->persist([
            'id' => $post->getId()->toInt(),
            'statusId' => $post->getStatus()->toInt(),
            'text' => $post->getText(),
            'title' => $post->getTitle(),
        ]);
    }
}

Persistence.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\Repository;

interface Persistence
{
    public function generateId(): int;

    public function persist(array $data);

    public function retrieve(int $id): array;

    public function delete(int $id);
}

InMemoryPersistence.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\Repository;

use OutOfBoundsException;

class InMemoryPersistence implements Persistence
{
    private array $data = [];
    private int $lastId = 0;

    public function generateId(): int
    {
        $this->lastId++;

        return $this->lastId;
    }

    public function persist(array $data)
    {
        $this->data[$this->lastId] = $data;
    }

    public function retrieve(int $id): array
    {
        if (!isset($this->data[$id])) {
            throw new OutOfBoundsException(sprintf('No data found for ID %d', $id));
        }

        return $this->data[$id];
    }

    public function delete(int $id)
    {
        if (!isset($this->data[$id])) {
            throw new OutOfBoundsException(sprintf('No data found for ID %d', $id));
        }

        unset($this->data[$id]);
    }
}

Tests/PostRepositoryTest.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\Repository\Tests;

use OutOfBoundsException;
use DesignPatterns\More\Repository\Domain\PostId;
use DesignPatterns\More\Repository\Domain\PostStatus;
use DesignPatterns\More\Repository\InMemoryPersistence;
use DesignPatterns\More\Repository\Domain\Post;
use DesignPatterns\More\Repository\PostRepository;
use PHPUnit\Framework\TestCase;

class PostRepositoryTest extends TestCase
{
    private PostRepository $repository;

    protected function setUp(): void
    {
        $this->repository = new PostRepository(new InMemoryPersistence());
    }

    public function testCanGenerateId()
    {
        $this->assertEquals(1, $this->repository->generateId()->toInt());
    }

    public function testThrowsExceptionWhenTryingToFindPostWhichDoesNotExist()
    {
        $this->expectException(OutOfBoundsException::class);
        $this->expectExceptionMessage('Post with id 42 does not exist');

        $this->repository->findById(PostId::fromInt(42));
    }

    public function testCanPersistPostDraft()
    {
        $postId = $this->repository->generateId();
        $post = Post::draft($postId, 'Repository Pattern', 'Design Patterns PHP');
        $this->repository->save($post);

        $this->repository->findById($postId);

        $this->assertEquals($postId, $this->repository->findById($postId)->getId());
        $this->assertEquals(PostStatus::STATE_DRAFT, $post->getStatus()->toString());
    }
}

Сущность-Атрибут-Значение ( Entity-Attribute-Value )

Шаблон Сущность-Атрибут-Значение используется для реализации модели EAV на PHP

Модель Сущность-Атрибут-Значение (EAV) - это модель данных, предназначенная для описания сущностей, в которых количество атрибутов (свойств, параметров), характеризующих их, потенциально огромно, но то количество, которое реально будет использоваться в конкретной сущности, относительно мало.

Entity.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\EAV;

use SplObjectStorage;

class Entity implements \Stringable
{
    /**
     * @var SplObjectStorage<Value,Value>
     */
    private $values;

    /**
     * @param Value[] $values
     */
    public function __construct(private string $name, array $values)
    {
        $this->values = new SplObjectStorage();

        foreach ($values as $value) {
            $this->values->attach($value);
        }
    }

    public function __toString(): string
    {
        $text = [$this->name];

        foreach ($this->values as $value) {
            $text[] = (string) $value;
        }

        return join(', ', $text);
    }
}

Attribute.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\EAV;

use SplObjectStorage;

class Attribute implements \Stringable
{
    private SplObjectStorage $values;

    public function __construct(private string $name)
    {
        $this->values = new SplObjectStorage();
    }

    public function addValue(Value $value): void
    {
        $this->values->attach($value);
    }

    public function getValues(): SplObjectStorage
    {
        return $this->values;
    }

    public function __toString(): string
    {
        return $this->name;
    }
}

Value.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\EAV;

class Value implements \Stringable
{
    public function __construct(private Attribute $attribute, private string $name)
    {
        $attribute->addValue($this);
    }

    public function __toString(): string
    {
        return sprintf('%s: %s', (string) $this->attribute, $this->name);
    }
}

Tests/EAVTest.php

<?php

declare(strict_types=1);

namespace DesignPatterns\More\EAV\Tests;

use DesignPatterns\More\EAV\Attribute;
use DesignPatterns\More\EAV\Entity;
use DesignPatterns\More\EAV\Value;
use PHPUnit\Framework\TestCase;

class EAVTest extends TestCase
{
    public function testCanAddAttributeToEntity(): void
    {
        $colorAttribute = new Attribute('color');
        $colorSilver = new Value($colorAttribute, 'silver');
        $colorBlack = new Value($colorAttribute, 'black');

        $memoryAttribute = new Attribute('memory');
        $memory8Gb = new Value($memoryAttribute, '8GB');

        $entity = new Entity('MacBook Pro', [$colorSilver, $colorBlack, $memory8Gb]);

        $this->assertEquals('MacBook Pro, color: silver, color: black, memory: 8GB', (string) $entity);
    }
}

Порождающие шаблоны проектирования (Creational)

Структурные шаблоны проектирования (Structural)

Поведенческие шаблоны проектирования (Behavioral)

Если проектируете систему и хотите применять паттерны осознанно, а не ради паттернов — помогу на консультации.