PHP 抽象類別 核心概念與實作範例：定義規範、強制實作與單一繼承限制

抽象類別是物件導向設計中「定義契約、延遲實作」的關鍵工具。它無法被實例化，僅能被繼承，強制子類別實作特定方法，確保介面一致性。本文詳細說明語法規則、可見性限制、建構子傳遞與實戰範例。

核心定義與語法

<?php
abstract class Shape {
    // 抽象方法：只有宣告，沒有大括號與實作
    abstract protected function getArea();

    // 一般方法：可提供預設實作，子類別可選擇覆寫
    public function getDescription() {
        return "這是一個幾何形狀";
    }
}

// 錯誤示範：無法實例化抽象類別
// $shape = new Shape(); // Fatal error: Cannot instantiate abstract class
?>

四大核心規則

1. 含抽象方法必宣告 abstract class：只要類別內有一個 abstract 方法，整個類別就必須標記為 abstract。
2. 抽象方法不可有主體：以分號結尾，不含 { }。
3. 子類別實作可見性 ≥ 父類別：父類別 protected → 子類別可為 protected 或 public，不可為 private。
4. 參數簽章必須一致：子類別實作方法的參數個數、型別提示、預設值必須與抽象方法相符（PHP 7.0+ 支援协变/逆变，但建議保持一致）。

完整實作範例：幾何形狀體系

<?php
abstract class Shape {
    abstract protected function getArea(); // 強制子類實作

    // 範本方法：定義演算法骨架
    public function printInfo() {
        echo "面積：" . $this->getArea() . " | 描述：" . $this->getDescription() . "\n";
    }

    // 提供預設實作，子類可選擇覆寫
    protected function getDescription() {
        return "未知形狀";
    }
}

class Rectangle extends Shape {
    private $width;
    private $height;

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

    // 實作抽象方法，可見性提升為 public
    public function getArea() {
        return $this->width * $this->height; // 修正原文錯誤：周長公式 → 面積公式
    }

    // 覆寫預設方法
    protected function getDescription() {
        return "矩形 (寬：{$this->width}, 高：{$this->height})";
    }
}

class Circle extends Shape {
    private $radius;

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

    public function getArea() {
        return pi() * $this->radius ** 2;
    }

    protected function getDescription() {
        return "圓形 (半徑：{$this->radius})";
    }
}

// 使用
$shapes = [new Rectangle(10, 5), new Circle(3)];
foreach ($shapes as $shape) {
    $shape->printInfo(); // 多型呼叫
}
// 輸出：
// 面積：50 | 描述：矩形 (寬：10, 高：5)
// 面積：28.274... | 描述：圓形 (半徑：3)
?>

抽象類別 vs 介面

常見設計模式應用

• 範本方法模式：父類別定義演算法骨架 (final public function template())，子類別實作抽象步驟。
• 工廠方法模式：抽象類別宣告 abstract protected function createProduct()，子類別決定具體產品類別。
• 策略模式基底：定義演算法介面，配合介面使用更靈活。

注意事項與最佳實踐

• 若子類別未實作所有抽象方法，該子類別也必須宣告為 abstract。
• 抽象類別可定義建構子，子類別若覆寫建構子，記得呼叫 parent::__construct(...) 以完成父類別初始化。
• 避免過度使用：單純定義契約請用 interface；需要共享程式碼、狀態時才用抽象類別。
• PHP 單一繼承限制：一個類別只能 extends 一個父類別，但可 implements 多個介面 → 「單一繼承、多重介面」。