🎉 設計模式簡化版入門指南 🎉（該專案為 design-patterns-for-humans 的繁中版，並加上個人見解以期提升吸收效率）

常用翻譯對照表

中文	英文
物件	object
實例	instance
類別	class
方法	method
建構子	constructor
函式、函數	function
模擬	mock
耦合	couple
解耦合	decouple
封裝	encapsulate
客戶端	client
物件導向程式	object-oriented programming (OOP)
反模式	anti-pattern

查找表

創建型設計模式 (Creational Design Patterns)	結構型設計模式 (Structural Design Patterns)	行為型設計模式 (Behavioral Design Patterns)
簡單工廠模式 (Simple Factory)	轉接器（適配器）模式 (Adapter)	責任鏈模式 (Chain of Responsibility)
工廠方法模式 (Factory Method)	橋接模式 (Bridge)	命令模式 (Command)
抽象工廠模式 (Abstract Factory)	組合模式 (Composite)	迭代器模式 (Iterator)
生成器（建造者）模式 (Builder)	裝飾器（裝飾者）模式 (Decorator)	中介者模式 (Mediator)
原型模式 (Prototype)	外觀模式 (Facade)	備忘錄模式 (Memento)
單例模式 (Singleton)	輕量（享元）模式 (Flyweight)	觀察者模式 (Observer)
	代理模式 (Proxy)	訪問者模式 (Visitor)
		策略模式 (Strategy)
		狀態模式 (State)
		模板方法模式 (Template Method)

介紹

設計模式是對於頻繁出現的問題，所產生的解決方案。 也是針對特定問題，該如何處理的準則。 設計模式並非如函式庫、套件包等隨插即用的魔法工具；相反地，設計模式是對於特定情境下產生的特定問題，經過眾人嘗試各種解法後，概括出的準則。

設計模式是針對頻繁出現的問題，該如何處理的準則。

維基百科說：

在軟體工程的領域，設計模式是在給定情境下的軟體設計中，對於頻繁發生的問題，所衍生出的可複用解決方案的準則。它並不是能直接轉換成程式碼或機械碼的最終設計。而是一個解決問題的描述或模板，適用於各式不同的情境下。

⚠️ 注意

設計模式並非能解決所有問題的萬靈丹。
在不適合使用設計模式的情境下執意使用，會讓問題更嚴重。
一定要記住，設計模式是用於解決問題，而非找出問題，切勿過度使用。
在正確的情境下使用正確的設計模式，能受盡好處；相反，則會對程式碼帶來無盡災難。

請注意，以下的程式碼範例，都是使用 PHP-7，但是這並不應該成為你學習的障礙，因為各個語言的核心概念皆是殊途同歸。

設計模式的類型

創建型設計模式 (Creational Design Patterns)
結構型設計模式 (Structural Design Patterns)
行為型設計模式 (Behavioral Design Patterns)

創建型設計模式 (Creational Design Patterns)

簡單來說：

創建型設計模式主要用於如何實例化一個物件或一組相關的物件。

維基百科說：

在軟體工程中，創建型設計模式是用於處理物件創建的機制，試圖以最適合當下情境的方法來創建物件。物件創建的基本形式可能會造成設計問題，或是對整體設計增加額外的複雜度。創建型設計模式藉由某種方式來控制物件創建，以此解決前述的問題。

簡單工廠模式 (Simple Factory)
工廠方法模式 (Factory Method)
抽象工廠模式 (Abstract Factory)
生成器（建造者）模式 (Builder)
原型模式 (Prototype)
單例模式 (Singleton)

🏠 簡單工廠模式 (Simple Factory)

以現實生活為例：

想像你正在蓋一棟房子，而現在你正需要幾扇門。你可以穿上工作服，帶上木頭、膠水、釘子和所有一切自造門所需的工具，然後開始幹活造門；或是你輕鬆地打通電話給工廠，讓他們把做好的門送過來，完全不需要先了解門如何製造，也不必經歷過程中的一切混亂。

簡單來說：

簡單工廠模式只單純創建一個實例給客戶端，而不需對其暴露任何實例化過程中的邏輯。

維基百科說：

在物件導向程式中，工廠是用於創建其他物件的物件。正式一點說明，工廠是一個函式，能藉由呼叫方法，回傳一個具有不同原型或類別的物件，而這個被呼叫的方法通常是 "new"。

程式範例：

首先，我們有一個 Door 介面，實作如下：

interface Door
{
    public function getWidth(): float;
    public function getHeight(): float;
}

class WoodenDoor implements Door
{
    protected $width;
    protected $height;

    public function __construct(float $width, float $height)
    {
        $this->width = $width;
        $this->height = $height;
    }

    public function getWidth(): float
    {
        return $this->width;
    }

    public function getHeight(): float
    {
        return $this->height;
    }
}

接著，我們實現 DoorFactory，用途是創建 WoodenDoor 實例並將其返回：

class DoorFactory
{
    public static function makeDoor($width, $height): Door
    {
        return new WoodenDoor($width, $height);
    }
}

最後，可以如下的方式使用：

// Make me a door of 100x200
$door = DoorFactory::makeDoor(100, 200);

echo 'Width: ' . $door->getWidth();
echo 'Height: ' . $door->getHeight();

// Make me a door of 50x100
$door2 = DoorFactory::makeDoor(50, 100);

何時使用？

當創建一個物件的流程，並不只是賦值而是還包含一些邏輯時，此時將整個流程包裝在專門的工廠中，而非在專案裡四處重複相同的程式碼，就是該模式的一種適用情境。

🏭 工廠方法模式 (Factory Method)

以現實生活為例：

以招募經理的工作為例，不可能將所有職位的面試都交給同一個人執行。他必須根據開放的職位，將面試步驟交派給不同人。

簡單來說：

工廠方法模式提供一種方法，將實例化的邏輯交派給子類別。

維基百科說：

在基於類別的程式設計中，工廠方法模式是無需指定要創建物件的特定類別，而能處理創建對象的一種創建型設計模式。是藉由呼叫工廠方法來創建實例，而不需要調用建構子。實際作法可以是提前在介面中指定並交由子類別（衍生類別）實現；或是先在父類別（基礎類別）中實作，再由子類別決定是否要覆寫 (override)。

程式範例

以我們上面提到的招募經理為例。

首先，我們有一個 Interviewer 介面，實作如下：

interface Interviewer
{
    public function askQuestions();
}

class Developer implements Interviewer
{
    public function askQuestions()
    {
        echo 'Asking about design patterns!';
    }
}

class CommunityExecutive implements Interviewer
{
    public function askQuestions()
    {
        echo 'Asking about community building';
    }
}

現在來創建我們的 HiringManager 類別：

abstract class HiringManager
{

    // Factory method
    abstract protected function makeInterviewer(): Interviewer;

    public function takeInterview()
    {
        $interviewer = $this->makeInterviewer();
        $interviewer->askQuestions();
    }
}

現在任何子類別都可以藉由繼承 HiringManager，來回傳特定的 Interviewer 實例：

class DevelopmentManager extends HiringManager
{
    protected function makeInterviewer(): Interviewer
    {
        return new Developer();
    }
}

class MarketingManager extends HiringManager
{
    protected function makeInterviewer(): Interviewer
    {
        return new CommunityExecutive();
    }
}

最後，可以如下的方式使用：

$devManager = new DevelopmentManager();
$devManager->takeInterview(); // Output: Asking about design patterns

$marketingManager = new MarketingManager();
$marketingManager->takeInterview(); // Output: Asking about community building.

何時使用？

對於那些在類別中，存在部分通用的處理流程，但實際需要的子類別必須透過運行時動態決定；或者說，當客戶端不清楚它需要哪個特定的子類別時。

🔨 抽象工廠模式 (Abstract Factory)

以現實生活為例：

擴展我們在簡單工廠模式的門範例。基於你的需求，你可以從木門店取得木門、鐵門店取得鐵門或是從對應的店取得塑膠門。另外，你也可能需要一個擁有不同類型專業能力的人來幫助安裝對應的門，例如：木門需要木匠、鐵門需要焊工等。你可以看到，當前門之間存在一種依賴關係，木門需要木匠、鐵門需要焊工等。

簡單來說：

一個集結複數工廠的工廠：將個別獨立但彼此之間存在關聯 / 相依性的工廠集結在一起的工廠，但不需要指定它們具體的類別。

維基百科說：

抽象工廠模式提供一個方式，將複數個各自獨立卻又擁有共同主題的工廠封裝在一起，但不需要指定它們具體的類別。

程式範例

接下來將上面提到關於門的範例轉換為程式碼。

首先，我們定義一個 Door 介面並基於此進行實作：

interface Door
{
    public function getDescription();
}

class WoodenDoor implements Door
{
    public function getDescription()
    {
        echo 'I am a wooden door';
    }
}

class IronDoor implements Door
{
    public function getDescription()
    {
        echo 'I am an iron door';
    }
}

接著，我們有適合每種門的安裝專家：

interface DoorFittingExpert
{
    public function getDescription();
}

class Welder implements DoorFittingExpert
{
    public function getDescription()
    {
        echo 'I can only fit iron doors';
    }
}

class Carpenter implements DoorFittingExpert
{
    public function getDescription()
    {
        echo 'I can only fit wooden doors';
    }
}

現在，我們有能用於創建一系列相關物件的抽象工廠，例如：木門工廠會創建木門和木門的安裝專家、鐵門工廠會創建鐵門和鐵門的安裝專家：

interface DoorFactory
{
    public function makeDoor(): Door;
    public function makeFittingExpert(): DoorFittingExpert;
}

// Wooden factory to return carpenter and wooden door
class WoodenDoorFactory implements DoorFactory
{
    public function makeDoor(): Door
    {
        return new WoodenDoor();
    }

    public function makeFittingExpert(): DoorFittingExpert
    {
        return new Carpenter();
    }
}

// Iron door factory to get iron door and the relevant fitting expert
class IronDoorFactory implements DoorFactory
{
    public function makeDoor(): Door
    {
        return new IronDoor();
    }

    public function makeFittingExpert(): DoorFittingExpert
    {
        return new Welder();
    }
}

最後，可以如下的方式使用：

$woodenFactory = new WoodenDoorFactory();

$door = $woodenFactory->makeDoor();
$expert = $woodenFactory->makeFittingExpert();

$door->getDescription();  // Output: I am a wooden door
$expert->getDescription(); // Output: I can only fit wooden doors

// Same for Iron Factory
$ironFactory = new IronDoorFactory();

$door = $ironFactory->makeDoor();
$expert = $ironFactory->makeFittingExpert();

$door->getDescription();  // Output: I am an iron door
$expert->getDescription(); // Output: I can only fit iron doors

你可以看到 WoodenDoorFactory 封裝了 Carpenter 和 WoodenDoor，而 IronDoorFactory 則是封裝 IronDoor 和 Welder。因此能幫助我們確保每個創建的門，不會得到錯誤的安裝專家。

何時使用？

當存在相互關聯的依賴，且包含較複雜的創建邏輯時。

👷 生成器（建造者）模式 (Builder)

以現實生活為例：

想像你正在 Hardee 的餐廳，而且點了一份名為「Big Hardee」的特別餐，而店員沒有問任何問題就正確地將餐點送上桌，這就是一個簡單工廠模式的範例。但是某些情況下，創建邏輯中可能包含更多步驟。例如：你想要一份客製化的 Subway 套餐，可以選擇麵包的種類、你喜歡的醬汁類型、起司種類等。此時就輪到生成器模式出場了。

簡單來說：

生成器模式允許你在避免建構子污染的情況下創建一個物件的不同變體。當一個物件存在多種變體，或是創建物件包含許多的步驟時，特別適用。

維基百科說：

生成器模式是一種物件創建的軟體設計模式，目的在解決伸縮建構子反模式 (telescoping constructor anti-pattern) 問題。

補充說明：什麼是伸縮建構子？

我們都曾經看過如下範例的建構子：

public function __construct($size, $cheese = true, $pepperoni = true, $tomato = false, $lettuce = true)
{
}

你可以看到建構子的參數數量，可以很輕易超過一手之數，並且變得難以理解參數的使用範圍。再加上這個參數列表，會在你未來想增加更多可選項時，持續成長。而這就是伸縮建構子問題。

程式範例

理智的替代方案就是使用生成器模式。

首先，我們實做 Burger：

class Burger
{
    protected $size;

    protected $cheese = false;
    protected $pepperoni = false;
    protected $lettuce = false;
    protected $tomato = false;

    public function __construct(BurgerBuilder $builder)
    {
        $this->size = $builder->size;
        $this->cheese = $builder->cheese;
        $this->pepperoni = $builder->pepperoni;
        $this->lettuce = $builder->lettuce;
        $this->tomato = $builder->tomato;
    }
}

接下來，輪到生成器：

class BurgerBuilder
{
    public $size;

    public $cheese = false;
    public $pepperoni = false;
    public $lettuce = false;
    public $tomato = false;

    public function __construct(int $size)
    {
        $this->size = $size;
    }

    public function addPepperoni()
    {
        $this->pepperoni = true;
        return $this;
    }

    public function addLettuce()
    {
        $this->lettuce = true;
        return $this;
    }

    public function addCheese()
    {
        $this->cheese = true;
        return $this;
    }

    public function addTomato()
    {
        $this->tomato = true;
        return $this;
    }

    public function build(): Burger
    {
        return new Burger($this);
    }
}

最後，可以如下的方式使用：

$burger = (new BurgerBuilder(14))
                    ->addPepperoni()
                    ->addLettuce()
                    ->addTomato()
                    ->build();

何時使用？

當一個物件可能有多種變體，而且要避免伸縮建構子問題時，可以使用生成器模式。和工廠模式的主要差異在於：工廠模式適用於創建步驟只有一個時；生成器模式則適合多個創建步驟時使用。

🐑 原型模式 (Prototype)

以現實生活為例：

還記得 Dolly 嗎？那隻被克隆的羊！我們不會深入細節，但關鍵點在於克隆。

簡單來說：

藉由克隆創建一個基於已存在物件的新物件。

維基百科說：

原型模式是軟體開發中，創建型設計模式的一種。它用在當新的被創建物件的類型，取決於一個已創建的原型實例時。通過克隆原型實例來產生新對象。

簡單來說，原型模式讓你能創建一個已存在物件的複製體，並根據你的需求做修改，避免從頭開始創建實例和設定的過程中可能碰到的麻煩。

程式範例

在 PHP 中可以簡單地使用 clone 方法：

class Sheep
{
    protected $name;
    protected $category;

    public function __construct(string $name, string $category = 'Mountain Sheep')
    {
        $this->name = $name;
        $this->category = $category;
    }

    public function setName(string $name)
    {
        $this->name = $name;
    }

    public function getName()
    {
        return $this->name;
    }

    public function setCategory(string $category)
    {
        $this->category = $category;
    }

    public function getCategory()
    {
        return $this->category;
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$original = new Sheep('Jolly');
echo $original->getName(); // Jolly
echo $original->getCategory(); // Mountain Sheep

// Clone and modify what is required
$cloned = clone $original;
$cloned->setName('Dolly');
echo $cloned->getName(); // Dolly
echo $cloned->getCategory(); // Mountain sheep

你也能使用魔術方法 __clone 來改變克隆行為。

何時使用？

當需要一個和已存在物件相似的物件時，或是當創建的成本比起克隆更為昂貴時，就適用原型模式。

💍 單例模式 (Singleton)

以現實生活為例：

一個國家同時只能有一個總統。任何行動都是由同一個總統進行。在這裡總統就是一個單例模式。

簡單來說：

確保一個特定類別的物件，只有被創建一次。

維基百科說：

在軟體工程中，單例模式是將一個類別的實例化，限制為同一個物件的軟體設計模式。尤其適用於需要只有一個物件來協調整個系統操作時。

單例模式事實上被視為一個反模式，應該避免過度使用它。它不一定是壞的，也有一些有效地使用案例，但應該被小心使用，因為其在你的應用中引入一個全域狀態，造成對單例進行改動時，可能意外的影響其他區塊，並帶來除錯上的困難。其它缺點則在於會讓程式過度耦合，讓模擬單例時遭遇困難。

程式範例

要創建單例，必須將建構子設為私有、禁止克隆、禁止擴展，並創建一個靜態變數 (static variable)來保存實例：

final class President
{
    private static $instance;

    private function __construct()
    {
        // Hide the constructor
    }

    public static function getInstance(): President
    {
        if (!self::$instance) {
            self::$instance = new self();
        }

        return self::$instance;
    }

    private function __clone()
    {
        // Disable cloning
    }

    private function __wakeup()
    {
        // Disable unserialize
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$president1 = President::getInstance();
$president2 = President::getInstance();

var_dump($president1 === $president2); // true

結構型設計模式 (Structural Design Patterns)

==========================

簡單來說：

結構型設計模式主要關注於物件複合 (object composition)，或者說是實體 (entity)間如何相互使用。而另一種解釋是，它們解決的是「如何構建軟體元件？」這個問題。

維基百科說：

在軟體工程中，結構型設計模式是通過確定實體 (entity)間關聯性的簡單方式，來簡化設計的一類設計模式。

轉接器（適配器）模式 (Adapter)
橋接模式 (Bridge)
組合模式 (Composite)
裝飾器（裝飾者）模式 (Decorator)
外觀模式 (Facade)
輕量（享元）模式 (Flyweight)
代理模式 (Proxy)

🔌 轉接器（適配器）模式 (Adapter)

以現實生活為例：

假設你的記憶卡裡有一些照片，現在你需要將它們傳輸到電腦裡。為了傳輸照片，你需要某種轉接器來連接記憶卡和電腦。在這個例子中，讀卡機就是一個轉接器。另一個例子是電源轉接器，三孔的插頭無法使用兩孔的插座，需要使用電源轉接器讓兩者相容。再一個例子則是翻譯員，將一個人說的話翻譯給另一個人。

簡單來說：

轉接器模式讓你用轉接器包裝一個本來不兼容的物件，使其兼容於另一個類別。

維基百科說：

在軟體工程中，轉接器模式是一種允許使用已存在類別的介面，作為另一個類別介面的軟體設計模式。常被用於使已存在的類別兼容其他類別，而不需要改動原始碼。

程式範例

假設有一個遊戲，其中有一個狩獵獅子的獵人。

首先，我們有一個 Lion 介面，所有類型的獅子都必須實作它：

interface Lion
{
    public function roar();
}

class AfricanLion implements Lion
{
    public function roar()
    {
    }
}

class AsianLion implements Lion
{
    public function roar()
    {
    }
}

而 Hunter 的 hunt 函式，預期傳入的參數都要實作 Lion 介面：

class Hunter
{
    public function hunt(Lion $lion)
    {
        $lion->roar();
    }
}

現在我們要在遊戲中加入一個 WildDog，讓獵人除了獅子也可以狩獵它。但是我們不能直接這樣做，因為野狗有一個不同的介面。為了讓其兼容我們的獵人，必須創建一個兼容的轉接器：

// This needs to be added to the game
class WildDog
{
    public function bark()
    {
    }
}

// Adapter around wild dog to make it compatible with our game
class WildDogAdapter implements Lion
{
    protected $dog;

    public function __construct(WildDog $dog)
    {
        $this->dog = $dog;
    }

    public function roar()
    {
        $this->dog->bark();
    }
}

現在 WildDog 可以透過 WildDogAdapter 被我們的遊戲使用：

$wildDog = new WildDog();
$wildDogAdapter = new WildDogAdapter($wildDog);

$hunter = new Hunter();
$hunter->hunt($wildDogAdapter);

🚡 橋接模式 (Bridge)

以現實生活為例：

假如你有一個包含不同頁面的網站，而且你想要允許使用者改變主題。你會怎麼做？對每個頁面的每個主題創建複數個複製體？還是你會只創建單獨的主題並根據使用者各自的偏好進行加載？橋接模式讓你能做到第二種。

簡單來說：

橋接模式是偏向於組合而非繼承的設計模式。它將實作的細節由一個階層式結構，推送到另一個具有獨立階層式結構的物件中。

維基百科說：

橋接模式是一種軟體工程的設計模式，目的在「將抽象 (abstract)和實作解耦合，使兩者間可以獨立變化」。

程式範例

以我們上面提到的網頁為例。

這裡有一個 WebPage 的階層式結構：

interface WebPage
{
    public function __construct(Theme $theme);
    public function getContent();
}

class About implements WebPage
{
    protected $theme;

    public function __construct(Theme $theme)
    {
        $this->theme = $theme;
    }

    public function getContent()
    {
        return "About page in " . $this->theme->getColor();
    }
}

class Careers implements WebPage
{
    protected $theme;

    public function __construct(Theme $theme)
    {
        $this->theme = $theme;
    }

    public function getContent()
    {
        return "Careers page in " . $this->theme->getColor();
    }
}

和單獨的 Theme 階層式結構：

interface Theme
{
    public function getColor();
}

class DarkTheme implements Theme
{
    public function getColor()
    {
        return 'Dark Black';
    }
}
class LightTheme implements Theme
{
    public function getColor()
    {
        return 'Off white';
    }
}
class AquaTheme implements Theme
{
    public function getColor()
    {
        return 'Light blue';
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$darkTheme = new DarkTheme();

$about = new About($darkTheme);
$careers = new Careers($darkTheme);

echo $about->getContent(); // "About page in Dark Black";
echo $careers->getContent(); // "Careers page in Dark Black";

🌿 組合模式 (Composite)

以現實生活為例：

每個組織都是由員工組成。員工各自又有相同特性，如：有薪水、有特定責任、可能需要 / 不需要對某人匯報、有 / 沒有下屬等。

簡單來說：

組合模式讓客戶端用統一的方法對待各自獨立的物件。

維基百科說：

在軟體工程中，組合模式是一個分區設計模式。組合模式描述一組物件被視為一個物件的實例。組合的目的是將物件組合成樹狀結構，以表示單一和群體階層 (part-whole hierarchies)。實作組合模式能讓客戶端統一處理單個物件和組合物件。

程式範例

以上面提到的員工為例。

我們有不同的員工類型：

interface Employee
{
    public function __construct(string $name, float $salary);
    public function getName(): string;
    public function setSalary(float $salary);
    public function getSalary(): float;
    public function getRoles(): array;
}

class Developer implements Employee
{
    protected $salary;
    protected $name;
    protected $roles;
    
    public function __construct(string $name, float $salary)
    {
        $this->name = $name;
        $this->salary = $salary;
    }

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

    public function setSalary(float $salary)
    {
        $this->salary = $salary;
    }

    public function getSalary(): float
    {
        return $this->salary;
    }

    public function getRoles(): array
    {
        return $this->roles;
    }
}

class Designer implements Employee
{
    protected $salary;
    protected $name;
    protected $roles;

    public function __construct(string $name, float $salary)
    {
        $this->name = $name;
        $this->salary = $salary;
    }

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

    public function setSalary(float $salary)
    {
        $this->salary = $salary;
    }

    public function getSalary(): float
    {
        return $this->salary;
    }

    public function getRoles(): array
    {
        return $this->roles;
    }
}

接著，我們有一個包含多種不同類型員工的組織：

class Organization
{
    protected $employees;

    public function addEmployee(Employee $employee)
    {
        $this->employees[] = $employee;
    }

    public function getNetSalaries(): float
    {
        $netSalary = 0;

        foreach ($this->employees as $employee) {
            $netSalary += $employee->getSalary();
        }

        return $netSalary;
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

// Prepare the employees
$john = new Developer('John Doe', 12000);
$jane = new Designer('Jane Doe', 15000);

// Add them to organization
$organization = new Organization();
$organization->addEmployee($john);
$organization->addEmployee($jane);

echo "Net salaries: " . $organization->getNetSalaries(); // Net Salaries: 27000

☕ 裝飾器（裝飾者）模式 (Decorator)

以現實生活為例：

想像你經營一家提供多種服務的汽車服務商店。現在你怎麼計算要請款的帳單？你選擇一種服務，並動態加入所提供服務的價格，直到取得最終成本。在這裡每種服務都是一個裝飾器。

簡單來說：

裝飾器模式藉由將它們包裝到裝飾器類別的一個物件中，來讓你在運行時動態改變一個物件的行為。

維基百科說：

在物件導向程式中，裝飾器模式是一個設計模式，允許行為被加入（靜態或動態地）到獨立的物件中，而不影響相同類別中其他不同物件的行為。裝飾器模式對於單一責任定律 (Single Responsibility Principle)很有用，它允許在具有唯一關注區域的類別間劃分功能。

程式範例

我們以咖啡作為範例。

首先，我們有一個 Coffee 介面和一個實作該介面的 SimpleCoffee 類別：

interface Coffee
{
    public function getCost();
    public function getDescription();
}

class SimpleCoffee implements Coffee
{
    public function getCost()
    {
        return 10;
    }

    public function getDescription()
    {
        return 'Simple coffee';
    }
}

我們想讓程式碼具備可擴展性，以在需要時對其進行修改。

接著，讓我們創建一些裝飾器：

class MilkCoffee implements Coffee
{
    protected $coffee;

    public function __construct(Coffee $coffee)
    {
        $this->coffee = $coffee;
    }

    public function getCost()
    {
        return $this->coffee->getCost() + 2;
    }

    public function getDescription()
    {
        return $this->coffee->getDescription() . ', milk';
    }
}

class WhipCoffee implements Coffee
{
    protected $coffee;

    public function __construct(Coffee $coffee)
    {
        $this->coffee = $coffee;
    }

    public function getCost()
    {
        return $this->coffee->getCost() + 5;
    }

    public function getDescription()
    {
        return $this->coffee->getDescription() . ', whip';
    }
}

class VanillaCoffee implements Coffee
{
    protected $coffee;

    public function __construct(Coffee $coffee)
    {
        $this->coffee = $coffee;
    }

    public function getCost()
    {
        return $this->coffee->getCost() + 3;
    }

    public function getDescription()
    {
        return $this->coffee->getDescription() . ', vanilla';
    }
}

現在，來做杯咖啡吧：

$someCoffee = new SimpleCoffee();
echo $someCoffee->getCost(); // 10
echo $someCoffee->getDescription(); // Simple Coffee

$someCoffee = new MilkCoffee($someCoffee);
echo $someCoffee->getCost(); // 12
echo $someCoffee->getDescription(); // Simple Coffee, milk

$someCoffee = new WhipCoffee($someCoffee);
echo $someCoffee->getCost(); // 17
echo $someCoffee->getDescription(); // Simple Coffee, milk, whip

$someCoffee = new VanillaCoffee($someCoffee);
echo $someCoffee->getCost(); // 20
echo $someCoffee->getDescription(); // Simple Coffee, milk, whip, vanilla

📦 外觀模式 (Facade)

以現實生活為例：

怎麼讓電腦開機？你可能會說：「按下電源鍵！」。這只是電腦對外提供的一個簡單介面，而電腦對內實際上需要做一大堆事情來達到目的。這個簡單介面（電源鍵）和複雜子系統（內部的開機流程）之間的聯繫就是外觀模式。

簡單來說：

外觀模式為複雜的子系統提供了一個簡單的介面。

維基百科說：

外觀模式提供一個簡單的介面，用於操作一個更大型的程式碼，如：函式庫。

程式範例

以我們上面提到的電腦為例。

首先，需要實作 Computer 類別：

class Computer
{
    public function getElectricShock()
    {
        echo "Ouch!";
    }

    public function makeSound()
    {
        echo "Beep beep!";
    }

    public function showLoadingScreen()
    {
        echo "Loading..";
    }

    public function bam()
    {
        echo "Ready to be used!";
    }

    public function closeEverything()
    {
        echo "Bup bup bup buzzzz!";
    }

    public function sooth()
    {
        echo "Zzzzz";
    }

    public function pullCurrent()
    {
        echo "Haaah!";
    }
}

接著創建 ComputerFacade：

class ComputerFacade
{
    protected $computer;

    public function __construct(Computer $computer)
    {
        $this->computer = $computer;
    }

    public function turnOn()
    {
        $this->computer->getElectricShock();
        $this->computer->makeSound();
        $this->computer->showLoadingScreen();
        $this->computer->bam();
    }

    public function turnOff()
    {
        $this->computer->closeEverything();
        $this->computer->pullCurrent();
        $this->computer->sooth();
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$computer = new ComputerFacade(new Computer());
$computer->turnOn(); // Ouch! Beep beep! Loading.. Ready to be used!
$computer->turnOff(); // Bup bup buzzz! Haah! Zzzzz

🍃 輕量（享元）模式 (Flyweight)

以現實生活為例：

你曾經在路邊攤買過手搖飲嗎？他們通常會做比你點的量更多的茶，然後把剩下的留給其他顧客，以節省資源，如：瓦斯。輕量模式就是關於共享的一種實現。

簡單來說：

輕量模式就是透過與類似物件，盡可能共用最多內容，來達到最小化記憶體用量和計算花費。

維基百科說：

在電腦程式設計中，輕量模式是一個軟體設計模式。輕量模式是一種最小化記憶體用量的物件，藉由和其他相似物件盡可能多的共用資料，以在大量使用物件時節省記憶體。當簡單的重複操作，會累積使用到超過允許的記憶體總量時，這就是一個讓你能使用大量物件的方式。

程式範例

以上面提到的茶為例子。

首先，我們要實作 KarakTea 和 TeaMaker：

// Anything that will be cached is flyweight.
// Types of tea here will be flyweights.
class KarakTea
{
}

// Acts as a factory and saves the tea
class TeaMaker
{
    protected $availableTea = [];

    public function make($preference)
    {
        if (empty($this->availableTea[$preference])) {
            $this->availableTea[$preference] = new KarakTea();
        }

        return $this->availableTea[$preference];
    }
}

接下來，我們實作一個負責接受訂單和提供服務的 TeaShop 類別：

class TeaShop
{
    protected $orders;
    protected $teaMaker;

    public function __construct(TeaMaker $teaMaker)
    {
        $this->teaMaker = $teaMaker;
    }

    public function takeOrder(string $teaType, int $table)
    {
        $this->orders[$table] = $this->teaMaker->make($teaType);
    }

    public function serve()
    {
        foreach ($this->orders as $table => $tea) {
            echo "Serving tea to table# " . $table;
        }
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$teaMaker = new TeaMaker();
$shop = new TeaShop($teaMaker);

$shop->takeOrder('less sugar', 1);
$shop->takeOrder('more milk', 2);
$shop->takeOrder('without sugar', 5);

$shop->serve();
// Serving tea to table# 1
// Serving tea to table# 2
// Serving tea to table# 5

🎱 代理模式 (Proxy)

以現實生活為例：

你使用過門禁卡來開門嗎？有多種選項能達到開門這個目的，例如：可以使用門禁卡或是透過指紋解鎖來通過安全檢查。門的主要功能就是打開，但代理為其加上了一些功能。讓我用以下的程式碼範例來更好的解釋它。

簡單來說：

使用代理模式能讓一個類別代表另一個類別的功能。

維基百科說：

代理模式最常見的用途，是用於訪問其他介面的類別。代理模式是一個包裝器或是中介 (agent)物件，被客戶端呼叫來訪問幕後提供服務的真實物件。使用代理模式，可以簡單地轉發到真實物件，或是能提供額外的邏輯。代理模式可以提供額外的功能，如：在真實物件上的操作是資源密集型時提供快取；或是對真實物件操作前，進行先決條件的確認。

程式範例

以我們上面提到的安全門為例。

首先，定義 Door 介面和實作 LabDoor：

interface Door
{
    public function open();
    public function close();
}

class LabDoor implements Door
{
    public function open()
    {
        echo "Opening lab door";
    }

    public function close()
    {
        echo "Closing the lab door";
    }
}

然後，我們有一個代理確保任意門的安全性：

class SecuredDoor implements Door
{
    protected $door;

    public function __construct(Door $door)
    {
        $this->door = $door;
    }

    public function open($password)
    {
        if ($this->authenticate($password)) {
            $this->door->open();
        } else {
            echo "Big no! It ain't possible.";
        }
    }

    public function authenticate($password)
    {
        return $password === '$ecr@t';
    }

    public function close()
    {
        $this->door->close();
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$door = new SecuredDoor(new LabDoor());
$door->open('invalid'); // Big no! It ain't possible.

$door->open('$ecr@t'); // Opening lab door
$door->close(); // Closing lab door

另一個例子是資料映射 (data-mapper)的實現。比如：最近我使用該模式，為 MongoDB 實現一個物件資料映射 (ODM)，其中我使用到魔術方法 __call() 來編寫一個代理，其包裝了 mongo 類別的調用。所有方法調用都被代理到原始的 mongo 類別，而且檢索到的結果以原樣回傳，但是在 find 和 findOne 的情況下，資料被映射到所需的類別物件，而使回傳的物件並不是 Cursor。

行為型設計模式 (Behavioral Design Patterns)

==========================

簡單來說：

行為型設計模式關注物件之間的責任分配。和結構型設計模式的差異點在於，行為型設計模式不只指定結構，也定義彼此間消息傳遞 / 溝通的模式。而另一種解釋是，它們協助回答「如何在軟體元件中運行一個行為？」這個問題。

維基百科說：

在軟體工程中，行為型設計模式是識別物件之間，常見通訊模式並實現這些模式的設計模式。通過這樣做，模式增加了執行這類通訊的靈活性。

責任鏈模式 (Chain of Responsibility)
命令模式 (Command)
迭代器模式 (Iterator)
中介者模式 (Mediator)
備忘錄模式 (Memento)
觀察者模式 (Observer)
訪問者模式 (Visitor)
策略模式 (Strategy)
狀態模式 (State)
模板方法模式 (Template Method)

🔗 責任鏈模式 (Chain of Responsibility)

以現實生活為例：

舉例：你的帳戶設定了 3 種付款方式（A, B, C），每種方式都有不同金額。A 有 100 USD、B 有 300 USD、C 有 1000 USD，付款的優先度設置順序為 A -> B -> C。你試著購買 210 USD 的東西。在責任鏈模式下，首先 A 會被檢查是否足以付款，如果可以則付款成立且鏈被中斷。如果不行則請求會轉移到 B 並進行和 A 相同的流程，請求會持續被轉移，一直到找到適當的處理程序。在這裡 A, B, C 是鏈的連接，而且整個過程都是責任鏈。

簡單來說：

責任鏈模式能夠構建一個物件鏈。當請求進入鏈的其中一端時，會持續從一個物件轉移到下一個物件，直到找到適當的處理程序為止。

維基百科說：

在物件導向設計中，責任鏈模式是一個包含命令物件的來源和一系列處理物件的設計模式。每一個處理物件包含定義它可以處理的命令物件類型的邏輯；剩下的命令物件則被傳遞給鏈中的下一個處理物件。

程式範例

以我們上面的帳號為例。

首先，我們有基本的 Account 類別，包含連接帳戶的邏輯，還有一些帳戶物件：

abstract class Account
{
    protected $successor;
    protected $balance;

    public function setNext(Account $account)
    {
        $this->successor = $account;
    }

    public function pay(float $amountToPay)
    {
        if ($this->canPay($amountToPay)) {
            echo sprintf('Paid %s using %s' . PHP_EOL, $amountToPay, get_called_class());
        } elseif ($this->successor) {
            echo sprintf('Cannot pay using %s. Proceeding ..' . PHP_EOL, get_called_class());
            $this->successor->pay($amountToPay);
        } else {
            throw new Exception('None of the accounts have enough balance');
        }
    }

    public function canPay($amount): bool
    {
        return $this->balance >= $amount;
    }
}

class Bank extends Account
{
    protected $balance;

    public function __construct(float $balance)
    {
        $this->balance = $balance;
    }
}

class Paypal extends Account
{
    protected $balance;

    public function __construct(float $balance)
    {
        $this->balance = $balance;
    }
}

class Bitcoin extends Account
{
    protected $balance;

    public function __construct(float $balance)
    {
        $this->balance = $balance;
    }
}

現在，讓我們以上面定義的連接 (Bank, Paypal, Bitcoin) 來準備鏈：

// Let's prepare a chain like below
//      $bank->$paypal->$bitcoin
//
// First priority bank
//      If bank can't pay then paypal
//      If paypal can't pay then bit coin

$bank = new Bank(100);          // Bank with balance 100
$paypal = new Paypal(200);      // Paypal with balance 200
$bitcoin = new Bitcoin(300);    // Bitcoin with balance 300

$bank->setNext($paypal);
$paypal->setNext($bitcoin);

// Let's try to pay using the first priority i.e. bank
$bank->pay(259);

// Output will be
// ==============
// Cannot pay using bank. Proceeding ..
// Cannot pay using paypal. Proceeding ..:
// Paid 259 using Bitcoin!

👮 命令模式 (Command)

以現實生活為例：

一個通用的例子是在餐廳裡點餐。你 (Client) 詢問服務生 (Invoker) 要帶走一些食物 (Command)，而服務生簡單地將請求轉達給主廚 (Receiver)，主廚知道要煮什麼以及怎麼煮。另一個例子是，你 (Client) 用遙控器 (Invoker) 打開 (Command) 電視 (Receiver)。

簡單來說：

允許你將行為封裝在物件中。命令模式背後的關鍵概念，在於提供從客戶端到接收者 (Receiver)``解耦合的方式。

維基百科說：

在物件導向程式中，命令模式是一種行為型設計模式。其中一個物件被用於封裝執行操作，或是在之後觸發事件所需的所有資訊。這些資訊包含方法名稱、擁有該方法的物件和該方法參數的值。

程式範例

首先，我們有一個接收者 (Receiver)，負責實現可以執行的每個動作：

// Receiver
class Bulb
{
    public function turnOn()
    {
        echo "Bulb has been lit";
    }

    public function turnOff()
    {
        echo "Darkness!";
    }
}

接著，我們有一個 Command 介面，每個命令都必須實作它，和一些命令的實作：

interface Command
{
    public function execute();
    public function undo();
    public function redo();
}

// Command
class TurnOn implements Command
{
    protected $bulb;

    public function __construct(Bulb $bulb)
    {
        $this->bulb = $bulb;
    }

    public function execute()
    {
        $this->bulb->turnOn();
    }

    public function undo()
    {
        $this->bulb->turnOff();
    }

    public function redo()
    {
        $this->execute();
    }
}

class TurnOff implements Command
{
    protected $bulb;

    public function __construct(Bulb $bulb)
    {
        $this->bulb = $bulb;
    }

    public function execute()
    {
        $this->bulb->turnOff();
    }

    public function undo()
    {
        $this->bulb->turnOn();
    }

    public function redo()
    {
        $this->execute();
    }
}

接下來，則是調用者 (Invoker)，客戶端將與其互動以處理任意命令 (Command)：

// Invoker
class RemoteControl
{
    public function submit(Command $command)
    {
        $command->execute();
    }
}

最後，來看看如何使用：

$bulb = new Bulb();

$turnOn = new TurnOn($bulb);
$turnOff = new TurnOff($bulb);

$remote = new RemoteControl();
$remote->submit($turnOn); // Bulb has been lit!
$remote->submit($turnOff); // Darkness!

命令模式也可以被用於實作一個基於事務的系統。你可以在執行命令時保持歷史紀錄。如果最終命令執行成功，則一切正常；否則只要迭代歷史紀錄，並在所有已執行的命令上執行 undo 即可。

➿ 迭代器模式 (Iterator)

以現實生活為例：

一台老式收音機是迭代器模式最好的例子，使用者可以從某個頻道開始，然後使用下一個或上一個的按鈕，來瀏覽相應的頻道。另一個例子是 MP3 播放器或是電視，你一樣可以使用下一個或上一個的按鈕，來瀏覽相應的頻道、音樂或電台，也就是說，它們都提供了一個介面，來瀏覽相應的頻道、音樂或電台。

簡單來說：

迭代器模式提供一個方式來使用物件元素，而不需要暴露底層實現的細節。

維基百科說：

在物件導向程式中，迭代器模式是一種透過迭代器遍歷容器並使用其元素的設計模式。迭代器模式將容器和演算法解耦合；在某些案例中，演算法必須基於特定容器，因此無法被解耦合。

程式範例

要在 PHP 中實作迭代器模式非常簡單，只需要使用 Standard PHP Library (SPL) 即可。

以我們上面的廣播電台為例。

首先，實作一個 RadioStation 類別：

class RadioStation
{
    protected $frequency;

    public function __construct(float $frequency)
    {
        $this->frequency = $frequency;
    }

    public function getFrequency(): float
    {
        return $this->frequency;
    }
}

接著，實現迭代器：

use Countable;
use Iterator;

class StationList implements Countable, Iterator
{
    /** @var RadioStation[] $stations */
    protected $stations = [];

    /** @var int $counter */
    protected $counter;

    public function addStation(RadioStation $station)
    {
        $this->stations[] = $station;
    }

    public function removeStation(RadioStation $toRemove)
    {
        $toRemoveFrequency = $toRemove->getFrequency();
        $this->stations = array_filter($this->stations, function (RadioStation $station) use ($toRemoveFrequency) {
            return $station->getFrequency() !== $toRemoveFrequency;
        });
    }

    public function count(): int
    {
        return count($this->stations);
    }

    public function current(): RadioStation
    {
        return $this->stations[$this->counter];
    }

    public function key()
    {
        return $this->counter;
    }

    public function next()
    {
        $this->counter++;
    }

    public function rewind()
    {
        $this->counter = 0;
    }

    public function valid(): bool
    {
        return isset($this->stations[$this->counter]);
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$stationList = new StationList();

$stationList->addStation(new RadioStation(89));
$stationList->addStation(new RadioStation(101));
$stationList->addStation(new RadioStation(102));
$stationList->addStation(new RadioStation(103.2));

foreach($stationList as $station) {
    echo $station->getFrequency() . PHP_EOL;
}

$stationList->removeStation(new RadioStation(89)); // Will remove station 89

👽 中介者模式 (Mediator)

========

以現實生活為例：

一個常見的例子會是，當你和某個人用手機通話時，會有一個網路商介在你和對方之間，而你的對話會通過網路商轉送給對方，而非直接送達。在這個情況下，網路商就是中介者。

簡單來說：

中介者模式增加一個第三方物件（中介者）來控制兩個物件之間的互動。中介者模式有助於降低類別之間溝通的耦合程度。因為現在類別不需要知道彼此實作的細節。

維基百科說：

在軟體工程中，中介者模式定義了一個物件，它封裝一組物件間的互動方式。由於這個模式能改變程式的執行行為，因此被視為是一種行為型設計模式。

程式範例

這裡將以一個最簡單的聊天室作為範例，包含一個聊天室 (中介者)、一群互相傳送訊息的使用者。

首先，我們來實作聊天室：

interface ChatRoomMediator 
{
    public function showMessage(User $user, string $message);
}

// Mediator
class ChatRoom implements ChatRoomMediator
{
    public function showMessage(User $user, string $message)
    {
        $time = date('M d, y H:i');
        $sender = $user->getName();

        echo $time . '[' . $sender . ']:' . $message;
    }
}

接著，則是使用者：

class User {
    protected $name;
    protected $chatMediator;

    public function __construct(string $name, ChatRoomMediator $chatMediator) {
        $this->name = $name;
        $this->chatMediator = $chatMediator;
    }

    public function getName() {
        return $this->name;
    }

    public function send($message) {
        $this->chatMediator->showMessage($this, $message);
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$mediator = new ChatRoom();

$john = new User('John Doe', $mediator);
$jane = new User('Jane Doe', $mediator);

$john->send('Hi there!');
$jane->send('Hey!');

// Output will be
// Feb 14, 10:58 [John]: Hi there!
// Feb 14, 10:58 [Jane]: Hey!

💾 備忘錄模式 (Memento)

以現實生活為例：

以計算機 (Originator)為例，當你進行一些計算後，上一個計算結果會被存在記憶體 (Memento)中，讓你可以取得結果，或是透過一些操作按鍵 (Caretaker)，將狀態恢復。

簡單來說：

備忘錄模式是獲取和儲存物件當前狀態，以便後續能順利恢復狀態的一種方法。

維基百科說：

備忘錄模式是一種軟體設計模式，它提供物件恢復到先前狀態的能力（透過回滾 (rollback)做到撤銷 (undo)）。

通常在你需要提供某些撤銷功能時很有用處。

程式範例

以文字編輯器作為範例，它會定期保存工作狀態，讓你在需要時可以將狀態恢復到某個特定時間點。

首先，我們實作一個 EditorMemento 類別，能夠保存編輯器狀態：

class EditorMemento
{
    protected $content;

    public function __construct(string $content)
    {
        $this->content = $content;
    }

    public function getContent()
    {
        return $this->content;
    }
}

然後，實作 Editor 類別 (Originator)，它將會使用 EditorMemento (Memento) 物件：

class Editor
{
    protected $content = '';

    public function type(string $words)
    {
        $this->content = $this->content . ' ' . $words;
    }

    public function getContent()
    {
        return $this->content;
    }

    public function save()
    {
        return new EditorMemento($this->content);
    }

    public function restore(EditorMemento $memento)
    {
        $this->content = $memento->getContent();
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$editor = new Editor();

// Type some stuff
$editor->type('This is the first sentence.');
$editor->type('This is second.');

// Save the state to restore to : This is the first sentence. This is second.
$saved = $editor->save();

// Type some more
$editor->type('And this is third.');

// Output: Content before Saving
echo $editor->getContent(); // This is the first sentence. This is second. And this is third.

// Restoring to last saved state
$editor->restore($saved);

$editor->getContent(); // This is the first sentence. This is second.

😎 觀察者模式 (Observer)

以現實生活為例：

一個不錯的例子是，求職者訂閱某些求職網站，當有符合條件的工作機會發布時，他們就會收到通知。

簡單來說：

觀察者模式定義了一種物件之間的依賴關係，因此當一個物件的狀態發生改變時，該物件的所有依賴者都會收到通知。

維基百科說：

觀察者模式是一種軟體設計模式，一個物件 (Subject)維護一組它的依賴者 (Observer)名單，當有任何狀態改變時，透過呼叫這些依賴物件的方法來自動通知它們。

程式範例

以上面的求職者為例。首先，我們需要實作 JobPost, JobSeeker 類別，讓一個求職者在職缺發布時收到通知：

class JobPost
{
    protected $title;

    public function __construct(string $title)
    {
        $this->title = $title;
    }

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

class JobSeeker implements Observer
{
    protected $name;

    public function __construct(string $name)
    {
        $this->name = $name;
    }

    public function onJobPosted(JobPost $job)
    {
        // Do something with the job posting
        echo 'Hi ' . $this->name . '! New job posted: '. $job->getTitle();
    }
}

然後，是求職者會訂閱的求職網站：

class EmploymentAgency implements Observable
{
    protected $observers = [];

    protected function notify(JobPost $jobPosting)
    {
        foreach ($this->observers as $observer) {
            $observer->onJobPosted($jobPosting);
        }
    }

    public function attach(Observer $observer)
    {
        $this->observers[] = $observer;
    }

    public function addJob(JobPost $jobPosting)
    {
        $this->notify($jobPosting);
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

// Create subscribers
$johnDoe = new JobSeeker('John Doe');
$janeDoe = new JobSeeker('Jane Doe');

// Create publisher and attach subscribers
$jobPostings = new EmploymentAgency();
$jobPostings->attach($johnDoe);
$jobPostings->attach($janeDoe);

// Add a new job and see if subscribers get notified
$jobPostings->addJob(new JobPost('Software Engineer'));

// Output
// Hi John Doe! New job posted: Software Engineer
// Hi Jane Doe! New job posted: Software Engineer

🏃 訪問者模式 (Visitor)

以現實生活為例：

假設有人到杜拜旅遊，他們需要一個方式（如：簽證）來進入杜拜。抵達後，他們不需要取得權限或任何複雜的步驟，就能夠在杜拜境內四處參觀。訪問者模式讓你做到相同的事情，它幫助你添加地點，這樣就能讓其他人隨意參觀而不需任何複雜步驟。

簡單來說：

訪問者模式讓你在不修改物件的情況下，將操作加入其中。

維基百科說：

在物件導向程式和軟體工程中，訪問者模式是一個將演算法和操作的物件結構分開的方法。這種分開的一種實際結果，是能在現有的物件結構中加入新的操作，而不需要改變它們的結構。這是遵循開閉原則 (open/closed principle)的一種方式。

程式範例

讓我們舉一個動物園作為例子，這裡有許多不同種類的動物，而我們需要讓它們發出聲音。

首先，定義 Animal (受訪者 visitee), AnimalOperation (訪問者 visitor) 介面：

// Visitee
interface Animal
{
    public function accept(AnimalOperation $operation);
}

// Visitor
interface AnimalOperation
{
    public function visitMonkey(Monkey $monkey);
    public function visitLion(Lion $lion);
    public function visitDolphin(Dolphin $dolphin);
}

然後，來進行動物們的實作：

class Monkey implements Animal
{
    public function shout()
    {
        echo 'Ooh oo aa aa!';
    }

    public function accept(AnimalOperation $operation)
    {
        $operation->visitMonkey($this);
    }
}

class Lion implements Animal
{
    public function roar()
    {
        echo 'Roaaar!';
    }

    public function accept(AnimalOperation $operation)
    {
        $operation->visitLion($this);
    }
}

class Dolphin implements Animal
{
    public function speak()
    {
        echo 'Tuut tuttu tuutt!';
    }

    public function accept(AnimalOperation $operation)
    {
        $operation->visitDolphin($this);
    }
}

讓我們實作訪問者 (visitor)：

class Speak implements AnimalOperation
{
    public function visitMonkey(Monkey $monkey)
    {
        $monkey->shout();
    }

    public function visitLion(Lion $lion)
    {
        $lion->roar();
    }

    public function visitDolphin(Dolphin $dolphin)
    {
        $dolphin->speak();
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$monkey = new Monkey();
$lion = new Lion();
$dolphin = new Dolphin();

$speak = new Speak();

$monkey->accept($speak);    // Ooh oo aa aa!    
$lion->accept($speak);      // Roaaar!
$dolphin->accept($speak);   // Tuut tutt tuutt!

我們也可以透過為動物創建繼承，來簡單實現上面的操作，但在未來想為動物加入新的操作時，就需要修改動物類別中的程式碼。但是只要使用訪問者模式，我們就不需要改變它們。例如：我們想要對動物增加跳躍的行為，可以很容易的透過增加一個新的訪問者來實現：

class Jump implements AnimalOperation
{
    public function visitMonkey(Monkey $monkey)
    {
        echo 'Jumped 20 feet high! on to the tree!';
    }

    public function visitLion(Lion $lion)
    {
        echo 'Jumped 7 feet! Back on the ground!';
    }

    public function visitDolphin(Dolphin $dolphin)
    {
        echo 'Walked on water a little and disappeared';
    }
}

使用方式則如下：

$jump = new Jump();

$monkey->accept($speak);   // Ooh oo aa aa!
$monkey->accept($jump);    // Jumped 20 feet high! on to the tree!

$lion->accept($speak);     // Roaaar!
$lion->accept($jump);      // Jumped 7 feet! Back on the ground!

$dolphin->accept($speak);  // Tuut tutt tuutt!
$dolphin->accept($jump);   // Walked on water a little and disappeared

💡 策略模式 (Strategy)

以現實生活為例：

以排序為例，我們一開始實作泡沫排序 (bubble sort)，但隨著資料量增加造成排序速度越來越慢。為了解決這個問題，我們決定改為實現快速排序 (quick sort)。但現在雖然在大量資料集的情況下，快速排序演算法的表現很好，一但碰到小型資料集，就會出現很慢的情況。為了處理這個問題，我們實作了一個策略：對於小資料集，使用泡沫排序；而對於大資料集，則使用快速排序。

簡單來說：

策略模式允許你根據不同情境，切換演算法或是策略。

維基百科說：

在電腦程式設計中，策略模式是一種行為型軟體設計模式，它允許一個演算法的行為，能在執行時被動態選擇。

程式範例

以我們上面提到的情境為例。

首先，我們有 SortStrategy 介面和不同策略的實作：

interface SortStrategy
{
    public function sort(array $dataset): array;
}

class BubbleSortStrategy implements SortStrategy
{
    public function sort(array $dataset): array
    {
        echo "Sorting using bubble sort";

        // Do sorting
        return $dataset;
    }
}

class QuickSortStrategy implements SortStrategy
{
    public function sort(array $dataset): array
    {
        echo "Sorting using quick sort";

        // Do sorting
        return $dataset;
    }
}

然後，是我們的客戶端，它將能使用任意策略：

class Sorter
{
    protected $sorter;

    public function __construct(SortStrategy $sorter)
    {
        $this->sorter = $sorter;
    }

    public function sort(array $dataset): array
    {
        return $this->sorter->sort($dataset);
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$dataset = [1, 5, 4, 3, 2, 8];

$sorter = new Sorter(new BubbleSortStrategy());
$sorter->sort($dataset); // Output : Sorting using bubble sort

$sorter = new Sorter(new QuickSortStrategy());
$sorter->sort($dataset); // Output : Sorting using quick sort

💢 狀態模式 (State)

以現實生活為例：

想像你正在使用某個繪畫應用程式，你選擇畫筆來開始畫畫。現在，畫筆會基於選擇的顏色改變行為，如：你選擇紅色，它就畫出紅色；若選擇藍色，則畫出藍色等。

簡單來說：

狀態模式讓你能在狀態改變時改變一個類別的行為。

維基百科說：

狀態模式是一種行為型軟體設計模式，以物件導向的方式實做一個狀態機。在狀態模式中，透過將每個獨立的狀態實作為狀態模式介面的子類別 (derived class)，並透過調用 (invoke)由模式的父類別所定義的方法，來實現狀態轉換。 狀態模式可以被解釋為一種策略模式，可以藉由調用被定義在模式介面中的方法，來切換當前的策略。

程式範例

我們以文字編輯器為例，它讓你能改變輸入的文字狀態，如：你選擇了粗體，則接下來輸入的字將會變成粗體格式，若選擇斜體，則輸入變成斜體格式等。

首先，我們有 WritingState 介面和一些狀態的實作：

interface WritingState
{
    public function write(string $words);
}

class UpperCase implements WritingState
{
    public function write(string $words)
    {
        echo strtoupper($words);
    }
}

class LowerCase implements WritingState
{
    public function write(string $words)
    {
        echo strtolower($words);
    }
}

class DefaultText implements WritingState
{
    public function write(string $words)
    {
        echo $words;
    }
}

之後則是編輯器：

class TextEditor
{
    protected $state;

    public function __construct(WritingState $state)
    {
        $this->state = $state;
    }

    public function setState(WritingState $state)
    {
        $this->state = $state;
    }

    public function type(string $words)
    {
        $this->state->write($words);
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$editor = new TextEditor(new DefaultText());

$editor->type('First line');

$editor->setState(new UpperCase());

$editor->type('Second line');
$editor->type('Third line');

$editor->setState(new LowerCase());

$editor->type('Fourth line');
$editor->type('Fifth line');

// Output:
// First line
// SECOND LINE
// THIRD LINE
// fourth line
// fifth line

📒 模板方法模式 (Template Method)

以現實生活為例：

假如我們正在蓋一棟房子，建造的步驟可能像這樣：

準備房子的地基

蓋牆壁

加上屋頂

加上其他樓層

這些步驟的順序將永遠不能被改變，如：你不可能在建好牆壁之前蓋屋頂等，但每個步驟都能夠被修改，例如：牆壁的材質可以改成木頭、聚酯纖維或是石頭。

簡單來說：

模板方法模式定義了一個演算法被實現的骨架，但是將具體步驟的實作推延到子類別中。

維基百科說：

在軟體工程中，模板方法模式是一種行為型設計模式，它在一個操作中定義了演算法的程式骨架，並將某些步驟推延到子類別中。它允許重新定義演算法中的某些步驟，而不需要改變演算法的結構。

程式範例

假如我們有一個構建工具，能協助我們測試、錯誤檢測、構建、產生構建報告，如：程式碼覆蓋率報告、錯誤檢測報告等，並在測試伺服器上部署我們的服務。

首先，我們有 Builder 類別，指定要構建演算法的骨架：

abstract class Builder
{

    // Template method
    final public function build()
    {
        $this->test();
        $this->lint();
        $this->assemble();
        $this->deploy();
    }

    abstract public function test();
    abstract public function lint();
    abstract public function assemble();
    abstract public function deploy();
}

接下來，我們繼續實作：

class AndroidBuilder extends Builder
{
    public function test()
    {
        echo 'Running android tests';
    }

    public function lint()
    {
        echo 'Linting the android code';
    }

    public function assemble()
    {
        echo 'Assembling the android build';
    }

    public function deploy()
    {
        echo 'Deploying android build to server';
    }
}

class IosBuilder extends Builder
{
    public function test()
    {
        echo 'Running ios tests';
    }

    public function lint()
    {
        echo 'Linting the ios code';
    }

    public function assemble()
    {
        echo 'Assembling the ios build';
    }

    public function deploy()
    {
        echo 'Deploying ios build to server';
    }
}

接著，可以如下的方式使用：

$androidBuilder = new AndroidBuilder();
$androidBuilder->build();

// Output:
// Running android tests
// Linting the android code
// Assembling the android build
// Deploying android build to server

$iosBuilder = new IosBuilder();
$iosBuilder->build();

// Output:
// Running ios tests
// Linting the ios code
// Assembling the ios build
// Deploying ios build to server

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And that about wraps it up. I will continue to improve this, so you might want to watch/star this repository to revisit. Also, I have plans on writing the same about the architectural patterns, stay tuned for it.

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