第6章 面向对象
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视频讲解：1小时21分钟）
面向对象是一种计算机编程架构，比面向过程编程具有更强的灵活性和扩展性。面向对象编程也是一个程序员发展的“分水岭”，很多的初学者和略有成就的开发者，就是因为无法理解“面向对象”而放弃。这里想提醒一下初学者：要想在编程这条路上走得比别人远，就一定要掌握面向对象编程技术。
学习摘要：
面向对象的基本概念
PHP与对象
6.1 面向对象的基本概念
视频讲解
在前几章中，我们已经学习使用了字符串和数组组织数据，也学习了使用函数把一些代码收集到能够反复使用的单元中。本章介绍的对象（object）则让这种收集的思想更向前迈进一步。对象可以把函数和数据收集在一起。下面来了解一下面向对象的基本概念。
6.1.1 类的概念
世间万物都具有其自身的属性和方法，通过这些属性和方法可以将不同物质区分开来。例如，人具有身高、体重和肤色等属性，还可以进行吃饭、学习、走路等能动活动，这些活动可以说是人具有的功能。可以把人看作程序中的一个类，那么人的身高可以看作类中的属性，走路可以看作类中的方法。也就是说，类是属性和方法的集合，这是面向对象编程方式的核心和基础。通过类可以将零散的用于实现某项功能的代码进行有效管理。例如，创建一个运动类，包括5个属性：姓名、身高、体重、年龄和性别，定义4个方法：踢足球、打篮球、举重和跳高，如图6.1所示。
图6.1 运动类
6.1.2 对象的概念
类只是具备某项功能的抽象模型，实际应用中还需要对类进行实例化，这样就引入了对象的概念。对象是类进行实例化后的产物，是一个实体。仍然以人为例，“黄种人是人”这句话没有错误，但反过来说“人是黄种人”这句话一定是错误的。因为除了有黄种人，还有黑人、白人等。那么“黄种人”就是“人”这个类的一个实例对象。可以这样理解对象和类的关系：对象实际上就是“有血有肉的、能摸得到看得到的”一个类。
这里实例化6.1.1节中创建的运动类，如图6.2所示。
图6.2 实例化对象
6.1.3 面向对象编程的三大特点
面向对象编程的三大特点是封装性、继承性和多态性。
1．封装性
封装性，也可以称为信息隐藏。就是将一个类的使用和实现分开，只保留有限的接口（方法）与外部联系。对于用到该类的开发人员，只要知道这个类该如何使用即可，而不用去关心这个类是如何实现的。这样做可以让开发人员更多地把精力集中起来专注别的事情，同时也避免了程序之间相互依赖而带来的不便。这就像普通用户购买汽车，我们只需要知道如何驾驶汽车，并不需要去了解汽车内部的构造。
2．继承性
在真实的世界中，人们可以从他们的父母或者其他直系亲戚那里继承一些东西。例如，在图6.3中，“我”可以继承“爸爸”和“妈妈”财产。同理，“爸爸”也可以继承“祖父”和“祖母”的财产。继承性就是派生类（子类）自动继承一个或多个基类（父类）中的属性与方法，并可以重写或添加新的属性或方法。继承这个特性简化了对象和类的创建，增加了代码的可重用性。
图6.3 家族图谱
3．多态性
多态性是指对于不同的类，可以有同名的两个（或多个）方法。取决于这些方法分别应用到哪个类。例如，定义一个“汽车”类和一个“自行车”类，二者都可以具有不同的“移动”操作。多态性增强了软件的灵活性和重用性。
6.2 PHP与对象
视频讲解
6.2.1 类的定义
和很多面向对象的语言一样，PHP也是通过class关键字加类名来定义类的。类的格式如下：
上述两个大括号中间的部分是类的全部内容，如上述SportObject就是一个最简单的类。SportObject类仅有一个类的骨架，什么功能都没有实现，但这并不影响它的存在。
注意
一个类，即一对大括号之间的全部内容都要在一段代码段中，即一个“＜?php …?＞”之间不能分割成多块，例如，下面的格式是不允许的：
6.2.2 成员方法
类中的函数被称为成员方法。函数和成员方法唯一的区别就是，函数实现的是某个独立的功能，而成员方法是实现类中的一个行为，是类的一部分。
下面就创建在图6.1中编写的运动类，并添加成员方法。将类命名为SportObject，并添加打篮球的成员方法beatBasketball（）。代码如下：
该方法的作用是输出申请打篮球人的基本信息，包括姓名、身高和年龄。这些信息是通过方法的参数传进来的。
6.2.3 类的实例化
定义完类和方法后，并不会真正创建一个对象。这有点像一辆汽车的设计图。设计图可以告诉我们汽车长什么样，但设计图本身不是一辆汽车。我们不能开走它，它只能用来建造真正的汽车，而且可以使用它制造很多汽车。那么如何创建对象呢？
首先要对类进行实例化，实例化是通过关键字new来声明一个对象。然后使用如下格式来调用要使用的方法：
在6.1节中已经讲过，类是一个抽象的描述，是功能相似的一组对象的集合。如果想用到类中的方法或变量，首先就要把它具体落实到一个实体，也就是对象上。
以SportObject类为例，实例化一个对象并调用playBasketball（）方法。代码如下：
运行结果如下：
6.2.4 成员变量
类中的变量，也称为成员变量（也有称为属性或字段的）。成员变量用来保存信息数据，或与成员方法进行交互来实现某项功能。例如，在SportObject类中定义一个name（运动员姓名）成员变量，接下来就可以在playBasketball（）方法中使用该变量完成某个功能。
定义成员变量的格式如下：
说明
关键字可以使用public、private、protected、static和final中的任意一个。在6.2.9节之前，所有的实例都使用public来修饰。对于关键字的使用，将在6.2.9节中进行介绍。
访问成员变量和访问成员方法是一样的。只要把成员方法换成成员变量即可，格式如下：
【例6.01】 以图6.1和图6.2中描述的类和类的实例化为例，将其通过代码实现。首先定义运动类SportObject，声明3个成员变量$name、$height、$weight。然后定义一个成员方法playFootball（），用于判断申请的运动员是否适合这个运动项目。最后，实例化类，通过实例化返回对象调用指定的方法，根据运动员填写的参数，判断申请是否符合要求。代码如下：（实例位置：资源包\源码\06\6.01）
运行结果如图6.4所示。
图6.4 实例化类运行效果
说明
“$this-＞”作用是调用本类中的成员变量或成员方法，这里只要知道含义即可。在6.2.8 节中将介绍相关的知识。
注意
无论是使用“$this-＞”还是使用“对象名-＞”的格式，后面的变量是没有$符号的，如$this-??＞ beatBasketBall、$sport-＞beatBasketBall。
6.2.5 类常量
既然有变量，当然也会有常量。常量就是不会改变的量，是一个恒值。圆周率是众所周知的一个常量。定义常量使用关键字const，如：
例如，先声明一个常量，再声明一个变量，实例化对象后分别输出两个值。代码如下：
运行结果如下：
可以发现，常量的输出和变量的输出是不一样的。常量不需要实例化对象，直接由“类名+常量名”调用即可。常量输出的格式如下：
说明
类名和常量名之间的两个冒号“::”称为作用域操作符，使用这个操作符可以在不创建对象的情况下调用类中的常量、变量和方法。关于作用域操作符，将在6.2.8节中进行介绍。
6.2.6 构造方法和析构方法
1．构造方法
当一个类实例化一个对象时，可能会随着对象初始化一些成员变量。
说明
初始化表示“开始时做好准备”。在软件开发中对某个东西初始化时，就是把它设置成一种我们期望的形状或条件，以备使用。
如例6.01中的SportObject类，现在再添加一些成员变量，类的形式如下：
实例化一个SportObject类的对象，并对这个类的一些成员变量赋初值。代码如下：
可以看到，如果赋初值比较多，写起来就比较麻烦。为此，PHP引入了构造方法。构造方法是生成对象时自动执行的成员方法，作用就是初始化对象。该方法可以没有参数，也可以有多个参数。构造方法的格式如下：
注意
函数中的“__”是两条下画线“_”。
例如，重写了SportObject类和playFootBall（）方法，下面通过具体实例查看重写后的对象在使用上有哪些不一样。代码如下：
运行结果如下：
可以看到，重写后的类，在实例化对象时只需一条语句即可完成赋值。
说明
构造方法是初始化对象时使用的。如果类中没有构造方法，那么PHP会自动生成。自动生成的构造方法没有任何参数，没有任何操作。
2．析构方法
析构方法的作用和构造方法正好相反，是在对象被销毁时调用，作用是释放内存。析构方法的格式如下：
例如，首先声明一个对象$sport，然后再销毁对象。可以看出，使用析构方法十分简单。代码如下：
运行结果如下：
说明
PHP使用的是一种“垃圾回收”机制，自动清除不再使用的对象，释放内存。也就是说即使不使用unset（）函数，析构方法也会自动被调用，这里只是明确一下析构方法在何时被调用。一般情况下是不需要手动创建析构方法的。
6.2.7 继承和多态
继承和多态最根本的作用就是完成代码的重用。下面就来介绍PHP的继承和多态。
1．继承
子类可以继承父类的所有成员变量和方法，包括构造方法。当子类被创建时，PHP会先在子类中查找构造方法。如果子类有自己的构造方法，PHP会先调用子类中的方法。当子类中没有时，PHP则去调用父类中的构造方法，这就是继承。
例如，在6.1节中通过图片展示了一个运动类，在这个运动类中包含很多个方法，代表不同的体育项目，各种体育项目的方法中有公共的属性。例如，姓名、性别、年龄……但还会有许多不同之处，例如，篮球对身高的要求、举重对体重的要求……如果都由一个SportObject类来生成各个对象，除了那些公共属性外，其他属性和方法则需自己手动来写，工作效率得不到提高。这时，可以使用面向对象中的继承来解决这个难题。
下面来看如何通过PHP中的继承来解决上述问题。继承是通过关键字extends来声明的，继承的格式如下：
说明
subClass为子类名称，superClass为父类名称。
【例6.02】 使用SportObject类生成了两个子类：PlayBasketBall和WeightLifting，两个子类使用不同的构造方法实例化了两个对象Playbasketball和weightlifting，并输出信息。代码如下：（实例位置：资源包\源码\06\6.02）
运行结果如图6.5所示。
图6.5 继承父类运行结果
2．多态
多态好比有一个成员方法让大家去游泳，这个时候有的人带游泳圈，还有人拿浮板，还有人什么也不带。虽是同一种方法，却产生了不同的形态，这就是多态。
例如，定义一个汽车抽象类Car，它有一个获取速度的成员方法getSpeed（）。现在有3个汽车品牌的子类，分别继承Car父类，并且都有一个获取速度的成员方法getSpeed（）。3个不同子类，调用同一个方法，将产生3种不同的形态，代码如下：
运行结果如下：
6.2.8 “$this-＞”和“::”的使用
通过例6.02可以发现，子类不仅可以调用自己的变量和方法，也可以调用父类中的变量和方法。那么对于其他不相关的类成员同样可以调用。
PHP是通过伪变量“$this-＞”和作用域操作符“::”来实现这些功能的，这两个符号在前面的学习中都有过简单的介绍。本节将详细讲解两者的使用。
1．$this-＞
在6.2.3节中，对如何调用成员方法有了基本的了解，即使用对象名加方法名，格式为“对象名-＞方法名”。但在定义类时（如SportObject类），根本无法得知对象的名称是什么。这时如果想调用类中的方法，就要用伪变量“$this -＞”。“$this”的意思就是本身，所以“$this-＞”只可以在类的内部使用。
例如，当类被实例化后，“$this”同时被实例化为本类的对象，这时对“$this”使用get_class（）函数，将返回本类的类名。代码如下：
运行结果如下：
说明
get_class（）函数返回对象所属类的名字，如果不是对象，则返回false。
2．操作符“::”
相比伪变量“$this”只能在类的内部使用，操作符“::”更为强大。操作符“::”可以在没有声明任何实例的情况下访问类中的成员方法或成员变量。使用“::”操作符的通用格式如下：
这里的关键字分为以下3种情况。
parent关键字：可以调用父类中的成员变量、成员方法和常量。
self关键字：可以调用当前类中的静态成员和常量。
类名：可以调用本类中的变量、常量和方法。
例如，依次使用了类名、parent关键字和self关键字来调用变量和方法。读者可以观察输出的结果。代码如下：
运行结果如下：
说明
关于静态变量（方法）的声明及使用可参考6.2.10节相关内容。
6.2.9 数据隐藏
细心的读者看到这里，一定会有一个疑问：面向对象编程的特点之一是封装性，即数据隐藏。但是在前面的学习中并没有突出这一点。对象中的所有变量和方法可以随意调用，甚至不用实例化也可以使用类中的方法、变量。这就是面向对象吗？
这当然不算是真正的面向对象。如果读者是从本章第一节来开始学习的，一定还会记得在6.2.4节讲成员变量时所提到的那几个关键字：public、private、protected、static和final。这就是用来限定类成员（包括变量和方法）的访问权限的。本节先来学习前3个。
说明
成员变量和成员方法在关键字的使用上都是一样的。这里只以成员变量为例说明几种关键字的不同用法。对于成员方法同样适用。
1．public（公共成员）
顾名思义，就是可以公开的、没有必要隐藏的数据信息。可以在程序中的任何位置（类内、类外）被其他的类和对象调用。子类可以继承和使用父类中所有的公共成员。
在本章的前半部分，所有的变量都被声明为public，而所有的方法在默认状态下也是public。所以对变量和方法的调用显得十分混乱。为了解决这个问题，就需要使用第二个关键字private。
2．private（私有成员）
被private关键字修饰的变量和方法，只能在所属类的内部被调用和修改，不可以在类外被访问。在子类中也不可以。
例如，对私有变量$name的修改与访问，只能通过调用成员方法来实现。如果直接调用私有变量，将会发生错误。代码如下：
运行结果如图6.6所示。
图6.6 private关键字
说明
对于成员方法，如果没有写关键字，那么默认就是public。从本节开始，以后所有的方法及变量都会带上关键字，这是一种良好的书写习惯。
3．protected（保护成员）
private关键字可以将数据完全隐藏起来，除了在本类外，其他地方都不可以调用，子类也不可以。对于有些变量希望子类能够调用，但对另外的类来说，还要做到封装。这时，就可以使用protected。
说明
被protected修饰的类成员，可以在本类和子类中被调用，其他地方则不可以被调用。
例如，声明一个protected变量，然后使用子类中的方法调用一次，最后在类外直接调用一次，观察一下运行结果。代码如下：
运行结果如图6.7所示。
图6.7 protected关键字运行结果
说明
虽然PHP中没有对修饰变量的关键字做强制性的规定和要求，但从面向对象的特征和设计方面考虑，一般使用private或protected关键字来修饰变量，以防止变量在类外被直接修改和调用。
6.2.10 静态变量（方法）
不是所有的变量（方法）都需要通过创建对象来调用。可以通过给变量（方法）加上static关键字来直接调用。调用静态成员的格式如下：
关键字可以是：
self，在类内部调用静态成员时所使用。
静态成员所在的类名，在类外调用类内部的静态成员时所使用。
注意
在静态方法中，只能调用静态变量，而不能调用普通变量，而普通方法则可以调用静态变量。
使用静态成员，除了可以不需要实例化对象，另一个作用就是在对象被销毁后，仍然保存被修改的静态数据，以便下次继续使用。这个概念比较抽象，下面结合一个实例说明。
首先声明一个静态变量$num，声明一个方法，在方法的内部调用静态变量，然后给变量加1。依次实例化这个类的两个对象，并输出方法。可以发现两个对象中的方法返回的结果有了一些联系。直接使用类名输出静态变量，看有什么效果。代码如下：
运行结果如下：
如果将程序代码中的静态变量改为普通变量，如“private $num=0;”，那么结果就不一样了。读者可以动手试一试。
说明
静态成员不用实例化对象，当类第一次被加载时就已经分配了内存空间，所以直接调用静态成员的速度要快一些。但如果静态成员声明得过多，空间一直被占用，反而会影响系统的功能。这个尺度只能通过实践积累，才能真正地掌握。
6.3 小结
本章主要介绍了面向对象的概念、特点和面向对象的应用。虽然本章关于面向对象概念介绍得很全面、很详细，但要想真正明白面向对象思想，必须要多动手实践，多动脑思考，注意平时积累等。希望读者通过自己的努力能有所突破。
6.4 实战
6.4.1 调用类的成员方法
实例位置：资源包\源码\06\实战\01
试着创建一个商品类Goods，声明一个成员变量$ids（商品id数组）。然后定义一个成员方法searchGoods（），用于查找某个商品id是否存在于商品数组$ids中。运行结果如图6.8所示。
图6.8 实例运行结果
6.4.2 生成图片验证码
实例位置：资源包\源码\06\实战\02
试着创建ValidateCode类，用于生成图片验证码，运行结果如图6.9所示。
图6.9 生成图片验证码