PHP 設計模式實戰：單例模式與簡單工廠模式完整解析

設計模式價值

設計模式是軟體工程的「結構圖紙」，提供可重用、可讀、可靠的代碼組織方式。PHP 物件導向開發中，掌握核心模式能大幅提升架構品質。

單例模式

適用場景

• 資料庫連線管理
• 配置管理器
• 日誌記錄器
• 快取管理器

標準實作

<?php
class Singleton {
    // 1. 靜態實例容器
    private static $_instance = null;

    // 2. 私有建構子，防止外部 new
    private function __construct() {
        // 初始化資源 (DB 連線、讀取配置等)
    }

    // 3. 私有克隆，防止 clone
    private function __clone() {}

    // 4. 私有反序列化，防止 unserialize
    private function __wakeup() {}

    // 5. 公共靜態取得實例方法
    public static function getInstance() {
        if (self::$_instance === null) {
            self::$_instance = new self();
        }
        return self::$_instance;
    }

    // 業務方法
    public function sayHi() {
        echo "Hi boy!";
    }
}

// 使用方式
$app = Singleton::getInstance();
$app->sayHi(); // Hi boy!

// 多次呼叫回傳同一實例
$app2 = Singleton::getInstance();
var_dump($app === $app2); // true

關鍵要素檢核表

簡單工廠模式

解決問題

當有大量實作同一介面的類別，業務邏輯中散落 `new ClassA()`、`new ClassB()`，導致耦合度高、難以維護、擴充新類別需修改多處代碼。

實作範例

<?php
// 1. 定義介面
interface ProductInterface {
    public function showProductInfo();
}

// 2. 具體產品實作
class ProductA implements ProductInterface {
    public function showProductInfo() { echo 'This is product A.'; }
}

class ProductB implements ProductInterface {
    public function showProductInfo() { echo 'This is product B.'; }
}

// 3. 工廠類別
class ProductFactory {
    public static function factory($type) {
        $className = 'Product' . strtoupper($type);
        if (class_exists($className)) {
            return new $className();
        }
        throw new Exception("Product type '$type' not found.");
    }
}

// 4. 客戶端使用
$x = ProductFactory::factory('A');
$x->showProductInfo(); // This is product A.

$o = ProductFactory::factory('B');
$o->showProductInfo(); // This is product B.

工廠模式優勢

• 解耦：客戶端只依賴介面 `ProductInterface`，不依賴具體類別。
• 集中管理：物件建立邏輯集中在 `ProductFactory`，新增產品只修改工廠。
• 可配置化：結合配置檔 (`$config['default_product'] = 'A'`) 實現無代碼切換。
• 參數化建立：`factory($type, $params)` 可傳遞建構參數。

進階：工廠方法 vs 抽象工廠

實務建議

1. **單例謹慎使用**：全域狀態難測試、難平行化，優先考慮依賴注入 (DI) 容器管理生命週期。
2. **工廠配合介面**：永遠面向介面程式設計，具體類別隱藏在工廠內部。
3. **自動載入友善**：工廠中 `class_exists()` 需配合 PSR-4 自動載入，避免手動 `require`。
4. **測試友善**：單例可加入 `resetInstance()` 供單元測試重置；工廠可注入 Mock 物件。