物件導向程式設計

把資料和操作它的函式放在一起

到目前為止，資料放在陣列裡，處理資料的是一個個獨立的函式：

$account = ['owner' => 'Amy', 'balance' => 0];
$account = deposit($account, 500);      // 誰都可以直接寫 $account['balance'] = 1000000;

程式變大之後，「哪些函式可以處理這種陣列」「哪些欄位可以直接改」都只能靠大家自己記得。 物件導向（object-oriented programming，OOP）把資料和操作這些資料的函式包在一起，變成一個類別（class）：

你其實已經用過物件了：第 10 課的 DateTimeImmutable、第 13 課的例外都是。這一課學怎麼自己寫類別。 現代的 PHP 框架（Laravel、Symfony）與套件幾乎全部以類別組成，看懂物件導向是讀懂它們的前提。

類別、物件與 $this

class Student                        // 類別名稱習慣用大寫開頭（PascalCase）
{
    public string $name;             // 屬性：可以宣告型別，也可以給預設值
    public array $scores = [];

    public function __construct(string $name)   // 建構子：new 的時候自動執行
    {
        $this->name = $name;
    }

    public function addScore(int $score): void  // 方法
    {
        $this->scores[] = $score;
    }
}

$amy = new Student('Amy');           // 建立物件，'Amy' 傳給建構子
$amy->addScore(90);                  // 呼叫方法：物件->方法()
echo $amy->name;                     // 讀取屬性：物件->屬性（屬性名稱前面不加 $）

方法裡的 $this 代表「呼叫這個方法的那個物件」：$amy->addScore(90) 執行時，$this 就是 $amy； $ken->addScore(70) 執行時，$this 就是 $ken。同一段方法的程式，作用在不同的物件上。

建構子屬性提升與可見度

建構子常常只是把參數一個個存進屬性。PHP 8.0 起可以在建構子的參數前面加上可見度，PHP 會自動宣告屬性並指派，叫做建構子屬性提升（constructor property promotion）：

// 傳統寫法                                     // PHP 8.0 的屬性提升，效果相同
class Point {                                  class Point {
    public int $x;                                 public function __construct(
    public int $y;                                     public int $x = 0,
    public function __construct(int $x = 0,            public int $y = 0,
                                int $y = 0) {      ) {}
        $this->x = $x;                         }
        $this->y = $y;
    }
}

可見度決定誰可以存取屬性與方法：

從外面存取 private 屬性會丟出 Error: Cannot access private property …。

封裝（encapsulation）的作法：屬性設成 private，外面只能透過 public 方法讀寫，方法負責檢查規則（存款不能是負數、Email 要合法）。 這樣不論程式有多少地方用到這個類別，資料都不會被改成不合理的值。讀取用的方法叫 getter（getBalance()），修改用的叫 setter（setEmail()）； 只有真的需要被修改的屬性才提供 setter。

型別屬性（PHP 7.4）：宣告了型別、又沒有預設值的屬性，在指派之前是「未初始化」，讀取它會丟出 Error: Typed property Student::$name must not be accessed before initialization。所以要在建構子裡設定，或給預設值。

readonly 屬性（PHP 8.1）：只能在類別內部指派一次，之後誰都不能修改，適合帳號、建立時間這類不該變的資料。 修改時丟出 Error: Cannot modify readonly property …。

static 與類別常數

一般的屬性每個物件各有一份；static 屬性屬於類別本身，全部物件共用一份，用 類別名稱::$屬性 或在類別裡用 self::$屬性 存取。 static 方法不需要建立物件就能呼叫（BankAccount::count()），裡面沒有 $this。 類別常數用 const 宣告，不能修改，用 類別名稱::常數 讀取。

在下面的動畫裡，static 屬性畫在「靜態屬性」框。

物件是 handle：指派不會複製

第 08 課說過：陣列是值，$b = $a 會複製一份。物件不一樣：變數裡存的是一個指向物件的 handle（可以想成門牌號碼）， $b = $a 只複製了門牌號碼，兩個變數指向同一個物件，透過任何一個修改，另一個都看得到。把物件傳給函式也一樣，函式可以修改到原本的物件。

clone 是淺複製（shallow copy）：新物件的屬性是原本屬性的複本，但如果某個屬性本身是物件，複製的只是 handle， 兩個物件會共用那個內層物件。需要連內層一起複製時，在類別裡寫 __clone()，clone 完成後會自動呼叫它：

class Post
{
    public Tag $tag;
    public function __clone()
    {
        $this->tag = clone $this->tag;   // 深複製：內層物件也複製一份
    }
}

繼承與覆寫

繼承（inheritance）：class Dog extends Animal 讓 Dog 擁有 Animal 所有的屬性與方法，再加上自己的東西。 Animal 是父類別（parent class），Dog 是子類別（child class）。PHP 一個類別只能 extends 一個父類別。

• 覆寫（override）：子類別寫一個同名的方法，取代父類別的版本
• parent::方法()：在子類別裡呼叫父類別原本的版本，常用在「先做父類別的事，再多做一點」，以及建構子 parent::__construct(…)
• 父類別的方法裡呼叫 $this->speak()，執行的是物件實際所屬類別的版本：Dog 物件就執行 Dog 的 speak。這是多型的基礎
• protected 的屬性子類別可以用，類別外面不行；private 連子類別都不能直接用
• final：final class 不能被繼承，final public function 不能被覆寫
• instanceof：$x instanceof Animal 檢查物件是不是這個類別（或它的子類別、它實作的介面）

「什麼時候該用繼承」的判斷：子類別是一種父類別（Dog 是一種 Animal）才用繼承；只是想共用幾個方法，用後面介紹的 trait 或把物件當成屬性（組合）比較合適。

abstract 類別與 interface

抽象類別（abstract class）：只能被繼承、不能直接 new（會丟出 Error: Cannot instantiate abstract class Shape）。 裡面可以有寫好的方法，也可以有只宣告、不寫內容的抽象方法，子類別一定要實作，否則子類別也只能是抽象的。

介面（interface）：只列出「一定要有哪些 public 方法」，不寫任何實作。類別用 implements 承諾會實作這些方法， 一個類別可以實作多個介面（用逗號分隔），這是和 extends 最大的不同。

interface HasArea {
    public function area(): float;
}
abstract class Shape implements HasArea, Stringable {   // 一次實作兩個介面
    abstract public function name(): string;            // 留給子類別
    public function __toString(): string { … }          // 共同的部分寫在這裡
}

多型（polymorphism）：程式只依賴介面（「有 area() 方法的東西」），不管實際是圓形還是長方形； 之後新增三角形，只要它實作 HasArea，計算總面積的程式完全不用改。參數型別也可以寫介面：function total(HasArea ...$shapes)。

__toString() 是魔術方法：物件被當成字串使用（echo $s、字串串接）時自動呼叫。PHP 8.0 起，有 __toString 的類別會自動實作 Stringable 介面。

self 與 static

在類別裡指「類別本身」有兩種寫法，差別只在有繼承的時候：

• self:: 指寫這段程式碼的那個類別，在寫的時候就決定了
• static:: 指實際被呼叫的那個類別，執行時才決定（late static binding，延遲靜態綁定）

上一題的 Model::create() 寫成 new static()，子類別 User::create() 就會建立 User；寫成 new self() 則永遠建立 Model。 框架裡「User::find(1) 回傳 User 物件」這類設計就是靠 static。一般情況用 self 即可。

trait 與 enum

trait：一組可以「貼進」類別的屬性與方法。PHP 只能單一繼承，幾個不相關的類別（Post、Comment、User）都需要相同的功能時， 寫成 trait，再在類別裡 use 它，效果就像把程式碼複製進去。一個類別可以 use 多個 trait。

trait HasTimestamps {
    private string $createdAt = '';
    public function touch(string $time): void { $this->createdAt = $time; }
}
class Post {
    use HasTimestamps;        // Post 物件現在有 touch() 方法
}

enum（列舉，PHP 8.1）：一個型別只能是幾個固定值之一，例如文章狀態、訂單狀態、撲克牌花色。比起用字串 'draft' 表示， 打錯字（'darft'）時 PHP 會直接報錯，參數型別也可以寫成 Status $s。

enum Suit {                          // 純 enum（pure enum）：只有名字
    case Hearts;
    case Spades;
}

enum Status: string {                // backed enum：每個 case 對應一個字串或整數
    case Draft = 'draft';
    case Published = 'published';
}

enum 也可以有方法，常搭配 match ($this) 為每個 case 回傳不同的結果。資料庫裡存的是 ->value，讀出來再用 from() 變回 enum。

重點回顧

• 類別是藍圖、物件是實體：new 類別(…) 建立物件、$物件->方法() 呼叫、$物件->屬性 讀寫；方法裡的 $this 是呼叫它的那個物件
• __construct 在 new 時執行；PHP 8.0 的屬性提升 public function __construct(private int $x) 一次完成宣告與指派
• 可見度：public 誰都可以、protected 自己與子類別、private 只有自己；從外面存取 private 丟出 Error。用方法封裝資料與檢查規則
• 型別屬性在指派前是未初始化，讀取會丟出 Error；readonly（PHP 8.1）只能指派一次
• 物件是 handle：指派、傳入函式都指向同一個物件（陣列則會複製）；clone 做出淺複製，需要深複製時寫 __clone()
• static 屬性與方法屬於類別，用 類別:: 或 self:: 存取；const 是類別常數；static:: 指實際被呼叫的類別
• extends 繼承、同名方法覆寫、parent:: 呼叫父類別版本、final 禁止繼承或覆寫、instanceof 檢查類別
• abstract 類別不能 new，抽象方法由子類別實作；interface 只規定方法，一個類別可以 implements 多個；依賴介面寫程式就是多型
• trait 用 use 把方法貼進類別；__toString 讓物件可以被 echo
• enum（PHP 8.1）：純 enum 與 backed enum，->name、->value、cases()、from()（找不到丟 ValueError）、tryFrom()（找不到回傳 null）