第6節 PHP 進階用法-物件導向基礎 – 5個小時學會 PHP

li edward

2 個月前

這節課將學習 物件導向程式設計（OOP） 的基礎概念，包括類別、物件、屬性、方法、封裝以及繼承。物件導向能讓程式碼更具結構性、可重用性和維護性。未來可以進一步學習「多型」與「抽象類別」等進階概念！

1. 什麼是物件導向程式設計 (OOP)

物件導向是一種程式設計方式，將程式設計視為由物件組成的系統，每個物件都具有自己的屬性（資料）和方法（函式）。

OOP 的三大特性：

封裝（Encapsulation）：將資料和操作封裝在類別內。
繼承（Inheritance）：子類別繼承父類別的屬性和方法。
多型（Polymorphism）：相同的方法可以根據物件的不同表現出不同的行為。

2. 類別與物件

類別（Class）

類別是物件的「模板」，用來定義物件的屬性和方法。

物件（Object）

物件是類別的「實例」，用於存取類別內的屬性和方法。

2.1 定義類別與創建物件

語法：

class 類別名稱 {
    // 屬性
    public $屬性名稱;

    // 方法
    public function 方法名稱() {
        // 方法的內容
    }
}

範例程式碼：定義類別與創建物件

<?php
// 定義一個類別
class Person {
    // 屬性（變數）
    public $name;
    public $age;

    // 方法（函式）
    public function introduce() {
        echo "你好，我叫 $this->name，今年 $this->age 歲。<br>";
    }
}

// 創建物件
$person1 = new Person();
$person1->name = "小強";
$person1->age = 30;

// 呼叫方法
$person1->introduce();

$person2 = new Person();
$person2->name = "小華";
$person2->age = 25;

$person2->introduce();
?>

輸出結果：

你好，我叫 小強，今年 30 歲。  
你好，我叫 小華，今年 25 歲。

3. 建構子（Constructor）

建構子 是一個特殊的方法，當創建物件時會自動執行。使用 __construct() 方法來定義建構子，通常用來初始化物件的屬性。

範例程式碼：使用建構子初始化物件

<?php
class Person {
    public $name;
    public $age;

    // 建構子
    public function __construct($name, $age) {
        $this->name = $name;
        $this->age = $age;
    }

    // 方法
    public function introduce() {
        echo "你好，我叫 $this->name，今年 $this->age 歲。<br>";
    }
}

// 創建物件並初始化屬性
$person1 = new Person("小強", 30);
$person2 = new Person("小華", 25);

$person1->introduce();
$person2->introduce();
?>

輸出結果：

你好，我叫 小強，今年 30 歲。  
你好，我叫 小華，今年 25 歲。

4. 屬性的存取控制：封裝（Encapsulation）

存取控制修飾詞

public：屬性或方法可以在任何地方被存取。
private：僅能在類別內部被存取。
protected：僅能在類別內部和子類別中被存取。

範例程式碼：存取控制

<?php
class Person {
    // 屬性存取控制
    public $name;       // 公開屬性
    private $age;       // 私有屬性

    // 建構子
    public function __construct($name, $age) {
        $this->name = $name;
        $this->setAge($age);
    }

    // 方法
    public function introduce() {
        echo "你好，我叫 $this->name，今年 " . $this->getAge() . " 歲。<br>";
    }

    // 設定年齡（提供存取私有屬性的方法）
    public function setAge($age) {
        if ($age > 0) {
            $this->age = $age;
        } else {
            $this->age = 0;
        }
    }

    // 取得年齡
    public function getAge() {
        return $this->age;
    }
}

$person = new Person("小強", 30);
$person->introduce();
$person->setAge(35);
$person->introduce();
?>

輸出結果：

你好，我叫 小強，今年 30 歲。  
你好，我叫 小華，今年 35 歲。

直接存取 `private` 屬性會出錯

程式碼：

<?php
class Person {
    private $age = 30; // 私有屬性

    // 顯示年齡的方法
    public function showAge() {
        echo "年齡是：$this->age<br>";
    }
}

$person = new Person();

// 正確的做法：透過方法存取
$person->showAge();

// 錯誤的做法：直接存取 private 屬性
echo $person->age; // 這行會出錯
?>

執行結果：

年齡是：30
Fatal error: Uncaught Error: Cannot access private property Person::$age

2. 解釋

private 屬性：只能在 類別內部 進行存取，外部直接存取會產生錯誤。
在上面的例子中，$age 是 private，所以 $person->age 會出現以下錯誤：vbnet複製程式碼Fatal error: Uncaught Error: Cannot access private property Person::$age

5. 繼承（Inheritance）

繼承允許子類別（Child Class）獲取父類別（Parent Class）的屬性和方法，從而達到程式碼重用的目的。

語法：

class 子類別名稱 extends 父類別名稱 {
    // 子類別可以添加自己的屬性或方法
}

範例程式碼：繼承

<?php
// 定義父類別
class Animal {
    public $name;

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

    public function sound() {
        echo "$this->name 發出聲音。<br>";
    }
}

// 定義子類別（繼承 Animal）
class Dog extends Animal {
    public function sound() {
        echo "$this->name 汪汪叫！<br>";
    }
}

class Cat extends Animal {
    public function sound() {
        echo "$this->name 喵喵叫！<br>";
    }
}

// 創建物件
$dog = new Dog("小黑");
$cat = new Cat("小花");

$dog->sound();
$cat->sound();
?>

輸出結果：

小黑 汪汪叫！  
小花 喵喵叫！

判斷何時使用 `private` 的關鍵因素

在物件導向程式設計中，private 關鍵字用於將屬性或方法設置為「私有」。主要關鍵因素是 資料的封裝性與安全性。

1. 屬性資料需要保護

如果某個屬性不應該被類別外部直接存取或修改（尤其是敏感資料或內部計算用的值），就應該設為 private。
這樣可以透過 getter 和 setter 方法來控制存取邏輯，確保屬性不會被賦予不合理的值。

範例：年齡驗證

<?php
class Person {
    private $age;

    public function setAge($age) {
        if ($age > 0 && $age < 150) {
            $this->age = $age;
        } else {
            $this->age = 0; // 無效值設為預設
        }
    }

    public function getAge() {
        return $this->age;
    }
}

$person = new Person();
$person->setAge(25);
echo "年齡：" . $person->getAge();
?>

2. 不希望外部影響物件內部狀態

某些屬性或方法用來支援類別的內部邏輯，不應該被外部存取或干擾。例如，某些計算結果或輔助方法是類別內部的細節，外部無需得知。

範例：內部日誌記錄（private 方法）

<?php
class Logger {
    private function log($message) {
        echo "[LOG]: $message<br>";
    }

    public function performAction() {
        $this->log("Action started");
        echo "執行主要操作<br>";
        $this->log("Action completed");
    }
}

$logger = new Logger();
$logger->performAction();

// $logger->log("Test"); // 會報錯，因為 log() 是 private
?>

3. 內部邏輯可能變動

當某個屬性或方法是類別內部邏輯的一部分，但未來可能需要修改或調整，將其設為 private 可以避免外部程式碼依賴這些細節，保護類別的封裝性。

4. 避免不當操作

直接暴露屬性可能會導致資料被外部直接修改，產生不合理或不安全的狀態。設為 private 可以強制使用者透過方法（setter）進行操作，確保資料正確性。

總結

判斷是否該使用 private 的關鍵因素在於：

屬性或方法的存取安全性
保護物件的內部狀態
避免外部程式碼依賴內部細節
確保資料正確性與完整性

將屬性或方法設為 private，並提供適當的 getter 和 setter 方法，可以有效地封裝物件，讓程式碼更加穩定且容易維護。

原則： 如果某個屬性或方法不需要外部直接存取，預設設為 private。
這樣能讓類別更具封裝性，避免外部不必要的依賴與干擾。

綜合練習：訂單管理系統

需求：

定義一個 Product 類別，表示商品，包含「名稱」和「價格」。
定義一個 Order 類別，表示訂單，包含「客戶名稱」和「商品清單」，並能計算總金額。
定義一個 DiscountOrder 子類別，繼承 Order，並提供折扣功能。

程式碼範例：

<?php
// 商品類別
class Product {
    // 屬性
    private $name;
    private $price;

    // 建構子：初始化商品名稱與價格
    public function __construct($name, $price) {
        $this->name = $name;
        $this->price = $price;
    }

    // 取得商品名稱
    public function getName() {
        return $this->name;
    }

    // 取得商品價格
    public function getPrice() {
        return $this->price;
    }
}

// 訂單類別
class Order {
    // 屬性
    protected $customerName;
    protected $products = []; // 商品清單（陣列）

    // 建構子：初始化訂單資訊
    public function __construct($customerName) {
        $this->customerName = $customerName;
    }

    // 添加商品到訂單
    public function addProduct(Product $product) {
        $this->products[] = $product;
    }

    // 計算總金額
    public function getTotal() {
        $total = 0;
        foreach ($this->products as $product) {
            $total += $product->getPrice();
        }
        return $total;
    }

    // 顯示訂單資訊
    public function displayOrder() {
        echo "客戶名稱：" . $this->customerName . "<br>";
        echo "商品清單：<br>";
        foreach ($this->products as $product) {
            echo "- " . $product->getName() . "，價格：$" . $product->getPrice() . "<br>";
        }
        echo "總金額：$" . $this->getTotal() . "<br>";
    }
}

// 折扣訂單類別（繼承自 Order）
class DiscountOrder extends Order {
    private $discount; // 折扣百分比

    // 建構子：初始化折扣
    public function __construct($customerName, $discount) {
        parent::__construct($customerName);
        $this->discount = $discount;
    }

    // 覆寫計算總金額的方法，加上折扣
    public function getTotal() {
        $total = parent::getTotal(); // 取得父類別的總金額
        return $total - ($total * $this->discount / 100);
    }

    // 顯示訂單資訊，包含折扣
    public function displayOrder() {
        echo "客戶名稱：" . $this->customerName . "<br>";
        echo "商品清單：<br>";
        foreach ($this->products as $product) {
            echo "- " . $product->getName() . "，價格：$" . $product->getPrice() . "<br>";
        }
        echo "折扣：" . $this->discount . "%<br>";
        echo "折扣後總金額：$" . $this->getTotal() . "<br>";
    }
}

// === 測試程式 ===

// 創建商品
$product1 = new Product("蘋果", 50);
$product2 = new Product("香蕉", 30);
$product3 = new Product("葡萄", 100);

// 一般訂單
$order1 = new Order("王小強");
$order1->addProduct($product1);
$order1->addProduct($product2);
$order1->addProduct($product3);

echo "<h3>一般訂單：</h3>";
$order1->displayOrder();

// 折扣訂單
$order2 = new DiscountOrder("李小華", 10); // 10% 折扣
$order2->addProduct($product1);
$order2->addProduct($product2);
$order2->addProduct($product3);

echo "<h3>折扣訂單：</h3>";
$order2->displayOrder();
?>

程式碼解釋

Product 類別（商品）
- 包含「名稱」與「價格」兩個屬性，並提供方法取得名稱與價格。
Order 類別（訂單）
- 包含「客戶名稱」和「商品清單」。
- 提供 addProduct() 方法將商品加入訂單，getTotal() 方法計算總金額，displayOrder() 方法顯示訂單資訊。
DiscountOrder 類別（折扣訂單）
- 繼承自 Order 類別，增加「折扣」屬性。
- 覆寫 getTotal() 方法，計算折扣後的總金額。
- 覆寫 displayOrder() 方法，顯示折扣資訊與折扣後的總金額。
測試程式
- 創建三個商品物件：蘋果、香蕉、葡萄。
- 創建一個一般訂單，加入商品並顯示總金額。
- 創建一個折扣訂單，加入商品並顯示折扣後的總金額。

執行結果

一般訂單：

客戶名稱：王小強  
商品清單：  
- 蘋果，價格：$50  
- 香蕉，價格：$30  
- 葡萄，價格：$100  
總金額：$180

折扣訂單（10% 折扣）：

客戶名稱：李小華  
商品清單：  
- 蘋果，價格：$50  
- 香蕉，價格：$30  
- 葡萄，價格：$100  
折扣：10%  
折扣後總金額：$162

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1. 什麼是物件導向程式設計 (OOP)

2. 類別與物件

類別（Class）

物件（Object）

2.1 定義類別與創建物件

語法：

範例程式碼：定義類別與創建物件

輸出結果：

3. 建構子（Constructor）

範例程式碼：使用建構子初始化物件

4. 屬性的存取控制：封裝（Encapsulation）

存取控制修飾詞

範例程式碼：存取控制

直接存取 private 屬性會出錯

程式碼：

執行結果：

2. 解釋

5. 繼承（Inheritance）

語法：

範例程式碼：繼承

判斷何時使用 private 的關鍵因素

1. 屬性資料需要保護

2. 不希望外部影響物件內部狀態

3. 內部邏輯可能變動

4. 避免不當操作

總結

綜合練習：訂單管理系統

需求：

程式碼範例：

程式碼解釋

執行結果

直接存取 `private` 屬性會出錯

判斷何時使用 `private` 的關鍵因素