главная :: основы PHP

Классы, объекты и объявления методов

Классы образуют синтаксическую базу объектно-ориентированного программирования. Их можно рассматривать как своего рода «контейнеры» для логически связанных данных и функций (обычно называемых методами — см. ниже). Класс представляет собой шаблон, по которому создаются конкретные экземпляры, используемые в программе. Экземпляры классов называются объектами. Чтобы лучше понять связь между классами и объектами, можно представить класс как «чертеж» для создания объектов. По чертежу «изготавливаются» разные объекты, обладающие одними и теми же базовыми характеристиками (например, при строительстве дома — одна дверь, два окна и определенная толщина стены). Тем не менее, каждый объект существует независимо от других — изменение его характеристик никак не влияет на характеристики других объектов; например, в уже построенном доме можно прорубить дополнительное окно. Важно помнить, что у объектов все равно остается общая характеристика — количество окон. Класс также можно рассматривать как тип данных (см. главу 2), а объект — как переменную (по аналогии с тем, как переменная $counter относится к целому, а переменная $last_name — к строковому типу). Программа может одновременно работать с несколькими объектами одного класса как с несколькими переменными целого типа. Общий формат классов РНР приведен в листинге 6.1. Листинг 6.1. Объявление классов в РНР class Class_name { var $attribute_1; ... var $attribute_N; function function1() { ... } ... function functionN() { ... } // end Class_name Подведем итоги: объявление класса должно начинаться с ключевого слова class (подобно тому, как объявление функции начинается с ключевого слова function). Каждому объявлению атрибута, содержащегося в классе, должно предшествовать ключевое слово van. Атрибуты могут относиться к любому типу данных, поддерживаемых в РНР; их можно рассматривать как переменные с небольшими различиями, о которых вы узнаете в этой главе. После объявлений атрибутов следуют объявления методов, очень похожие на типичные объявления функций. По общепринятым правилам имена классов ООП начинаются с прописной буквы, а все слова в именах методов, кроме первого, начинаются с прописных букв (первое слово начинается со строчной буквы). Разумеется, вы можете использовать любые обозначения, которые сочтете удобными; главное — выберите стандарт и придерживайтесь его. Методы часто используются для работы с атрибутами классов. При ссылках на атрибуты внутри методов используется специальная переменная $this. Синтаксис методов продемонстрирован в следующем примере: bgcolor = $color; } function getBgColor() { return $this->bgcolor; } } ?> Переменная $this ссылается на экземпляр объекта, для которого вызывается метод. Поскольку в любом классе может существовать несколько экземпляров объектов, уточнение $this необходимо для ссылок на атрибуты, принадлежащие текущему объекту. При использовании этого синтаксиса обратите внимание на два обстоятельства: атрибут, на который вы ссылаетесь в методе, не нужно передавать в виде параметра функции; знак доллара ($) ставится перед переменной $this, но не перед именем атрибута (как у обычной переменной). Создание объектов и работа с ними Объекты создаются оператором new. Например, объект класса Webpage создается следующей командой: $home_page = new Webpage; Новый объект с именем $some_page обладает собственным набором атрибутов и методов, перечисленных в классе Webpage. Для изменения значения атрибута $bgcolor, принадлежащего этому конкретному объекту, можно воспользоваться определенным в классе методом setBgColor( ): $some_page->setBgColor("black"); Следует помнить, что РНР также позволяет явно получить значение атрибута указанием имен объекта и атрибута: $some_page->bgcolor; Однако второй способ противоречит принципу инкапсуляции, и при работе с ООП поступать так не следует. Чтобы понять, почему это так, прочитайте следующий раздел. Нарушение инкапсуляции Допустим, вы создали класс, один из атрибутов которого представляет собой массив. Но вместо того чтобы работать с массивом через промежуточные методы (например, предназначенные для создания, удаления, модификации элементов и т. д.), вы в случае необходимости напрямую обращаетесь к массиву. В течение месяца вы уверенно программируете большое «объектно-ориентированное» приложение и благосклонно принимаете хвалу коллег-программистов. Будущее сулит много радостей — премии, оплачиваемый отпуск и даже отдельный кабинет. Но вот через месяц после успешного запуска вашего web-приложения ваш начальник вдруг решает, что массивы в данном случае не годятся и работать с информацией нужно только через базу данных. Какая неприятность! Поскольку вы решили работать с атрибутами напрямую, вам теперь придется просматривать всю программу и везде, где происходят обращения к данным, вносить исправления в соответствии с новым интерфейсом. Задача весьма хлопотная, к тому же чревата риском внесения новых ошибок. А теперь давайте посмотрим, что произошло бы при работе с данными с использованием методов. Все, что вам пришлось бы сделать при переходе от массива к базе данных — перепрограммировать методы. Модификация автоматически распространяется на все точки программы, в которых присутствуют вызовы методов. Конструкторы Довольно часто при создании объекта требуется задать значения некоторых атрибутов. К счастью, разработчики технологии ООП учли это обстоятельство и реализовали его в концепции конструкторов. Конструктор представляет собой метод, который задает значения некоторых атрибутов (а также может вызывать другие методы). Конструкторы вызываются автоматически при создании новых объектов. Чтобы это стало возможным, имя метода-конструктора должно совпадать с именем класса, в котором он содержится. Пример конструктора приведен в листинге 6.2. Листинг 6.2. Использование конструктора bgcolor = $color; } } // Вызвать конструктор класса Webpage $page = new Webpage("brown"); ?> Раньше создание объекта и инициализация атрибутов выполнялись раздельно. Конструкторы позволяют выполнить эти действия за один этап. Интересная подробность: в зависимости от количества передаваемых параметров могут вызываться разные конструкторы. Например, в листинге 6.2 объекты класса Webpage могут создаваться двумя способами. Во-первых, вы можете вызвать конструктор, который просто создает объект, но не инициализирует его атрибуты: $page = new Webpage; Во-вторых, объект можно создать при помощи конструктора, определенного в классе, — в этом случае вы создаете объект класса Webpage и присваиваете значение его атрибуту bgcolor: $page = new Webpage("brown"); Деструкторы Как упоминалось ранее, в РНР отсутствует непосредственная поддержка деструкторов. Тем не менее, вы можете легко имитировать работу деструктора, вызывая функцию РНР unset( ). Эта функция уничтожает содержимое переменной и возвращает занимаемые ею ресурсы системе. С объектами unset( ) работает так же, как и с переменными. Допустим, вы работаете с объектом $Webpage. После завершения работы с этим конкретным объектом вызывается функция unset($Webpage); Эта команда удаляет из памяти все содержимое $Webpage. Действуя в духе инкапсуляции, можно поместить вызов unset( ) в метод с именем destroy( ) и затем вызвать его: $Website->destroy( ); Помните: необходимость в вызове деструкторов возникает лишь при работе с объектами, использующими большой объем ресурсов, поскольку все переменные и объекты автоматически уничтожаются по завершении сценария. Простое и иерархическое наследование Как говорилось выше, класс является шаблоном, по которому создаются реальные объекты с определенными характеристиками и функциями. Нетрудно представить себе ситуацию, при которой такой объект является частью другого объекта. Например, автомобиль можно считать частным случаем категории «транспортное средство», к которой относятся и самолеты. Хотя разные типы транспортных средств сильно отличаются друг от друга, все они характеризуются атрибутами из общего набора (количество колес, мощность, максимальная скорость, модель и т. д.). Пусть конкретные значения этих атрибутов сильно различаются — атрибуты все равно присущи всем транспортным средствам. Таким образом, субклассы «автомобиль» и «самолет» наследуют общий набор базовых характеристик от суперкласса «транспортное средство». Концепция получения классом характеристик от другого, более общего класса называется наследованием. Наследование является исключительно полезным средством программирования, поскольку его применение предотвращает копирование кода, совместно используемого структурами данных, — например, общих характеристик различных типов транспортных средств, упоминавшихся в предыдущем абзаце. В общем случае синтаксис наследования характеристик другого класса в РНР выглядит так: class Class_name2 extends Class_name1 { объявления атрибутов; объявления методов; } Ключевое слово extends говорит о том, что класс Class_name2 наследует все характеристики класса Class_name1. Помимо возможности многократного использования кода, наследование обладает еще одним важным преимуществом — снижается вероятность ошибок при модификации программы. Например, в иерархии, изображенной на рис. 6.1, изменения в классе «автомобиль» никак не отразятся на коде (и данных) класса «самолет», и наоборот. Вызов конструктора производного класса не приводит к автоматическому вызову конструктора базового класса. Рис. 6.1. Иерархия транспортных средств В листинге 6.3 приведены классы, моделирующие иерархию, изображенную на рис. 6.1. Листинг 6.3. Представление различных типов транспортных средств при помощи наследования current_speed = $mph; } function getSpeed() { return $this->current_speed; } } // Автомобиль class Auto extends Vehicle { var $fue1_type; function setFuelType($fuel) { $this->fuel_type = $fuel; } function getFuelType() { return $this->fuel_type; } } // Самолет class Airplane extends Vehicle { var $wingspan; function setWingSpan($wingspan) { $this->wingspan = $wingspan; } function getWingSpan() { return $this->wingspan; } } ?> Объекты этих классов создаются следующим образом: $tractor = new Vehicle; $gulfstream = new Airplane; Приведенные команды создают два объекта. Первый объект, $tractor, относится к классу Vehicle. Второй объект, $gulfstream, относится к классу Airplane и потому обладает как общими характеристиками класса Vehicle, так и уточненными характеристиками класса Airplаne. Ситуация, при которой класс наследует свойства нескольких родительских классов, называется множественным наследованием. К сожалению, в РНР множественное наследование не поддерживается. Например, следующая конструкция невозможна в РНР: class Airplane extends Vehicle extends Building... Многоуровневое наследование С увеличением размеров и сложности программ может возникнуть необходимость в многоуровневом наследовании. Иначе говоря, класс будет наследовать свои свойства от других классов, которые, в свою очередь, будут наследовать от третьих классов и т. д. Многоуровневое наследование развивает модульную структуру программы, обеспечивая простоту сопровождения и более четкую логическую структуру. Скажем, при использовании примера с транспортными средствами в большой программе может появиться необходимость в дополнительном разбиении на субклассы суперкласса Vehicle, продолжающем логическое развитие иерархии. Например, транспортные средства можно дополнительно разделить на наземные, морские и воздушные, чтобы суперкласс специализированных субклассов выбирался в зависимости от среды, в которой перемещается данное транспортное средство. Новый вариант иерархии показан на рис. 6.2. Краткий пример, приведенный в листинге 6.4, подчеркивает некоторые важные аспекты многоуровневого наследования в РНР. Листинг 6.4. Многоуровневое наследование Объект $nissan содержит все атрибуты и методы классов Саr, Land и Vehicle. Как видите, программа получается исключительно модульной. Допустим, когда-то в будущем вы захотите добавить в класс Land новый атрибут. Нет проблем: внесите соответствующие изменения в класс Land, и этот атрибут немедленно становится доступным для классов Land и Саr, не влияя на функциональность других классов. Таким образом, модульность кода и гибкость относятся к числу основных преимуществ ООП. Рис. 6.2. Многоуровневое наследование в иерархии Vehicle Хотя масс наследует свои характеристики от цепочки родителей, конструкторы родительских классов не вызываются автоматически при создании объектов класса-наследника. Эти конструкторы могут вызываться классом-наследником в виде методов. Абстрактные классы В некоторых ситуациях бывает удобно создать класс, объекты которого никогда не создаются (данный класс нужен всего лишь как базовый для создания производных классов). Такие классы называются абстрактными. Абстрактные классы обычно применяются в тех случаях, когда разработчик программы хочет обеспечить обязательную поддержку некоторых функциональных возможностей всеми классами, производными от абстрактного базового класса. В РНР отсутствует прямая поддержка абстрактных классов, однако существует простое обходное решение — достаточно определить в «абстрактном» классе конструктор и включить в него вызов die( ). Вернемся к классам из листинга 6.4. Скорее всего, вам никогда не придется создавать экземпляры классов Land и Vehicle, поскольку они не могут представлять физические объекты. Для представления реальных объектов (например, автомобилей) следует создать класс, производный от этих классов. Следовательно, чтобы предотвратить возможное создание объектов классов Land и Vehicle, необходимо включить в их конструкторы вызовы die( ), как показано в листинге 6.5. Листинг 6.5. Создание абстрактных классов Попытка создания экземпляра этих абстрактных классов приведет к выдаче сообщения об ошибке и завершению программы. Перегрузка методов Перегрузкой методов называется определение нескольких методов с одинаковыми именами, но разным количеством или типом параметров. Как и в случае с абстрактными классами, в РНР эта возможность не поддерживается, но существует простое обходное решение, приведенное в листинге 6.6. Листинг 6.6. Перегрузка методов $name(); else : $this->$name(func_get_arg(0)); endif; } function Page0() { $this->bgcolor = "white"; $this->textcolor = "black"; print "Created default page"; } function Page1($bgcolor) { $this->bgcolor = $bgcolor; $this->textcolor = "black"; print "Created custom page"; } } $html_page - new Page("red"); ?> В этом примере при создании нового объекта с именем $html_page передается один аргумент. Поскольку в классе был определен конструктор по умолчанию (Раgе( )), вызывается именно он. Однако конструктор по умолчанию всего лишь выбирает, какому из конструкторов (Page0( ) или Page1( )) следует передать управление. При выборе конструктора используются функции func_num_args( ) и func_get_arg( ), которые, соответственно, определяют количество аргументов и читают эти аргументы. Конечно, такое решение вряд ли можно назвать полноценной перегрузкой, но оно подойдет для тех, кто не может жить без этого важного аспекта ООП.