الصنف المجرد في PHP: التوابع المجردة ومتى تستخدمه

يُصرَّح بالصنف المجرد في PHP بـ abstract class Name ولا يمكن إنشاؤه بـ new. إنه أساس لأصناف أخرى: يمكن أن تكون له خصائص وباني وتوابع مكتملة، إضافة إلى توابع abstract دون جسم، يجب على كل صنف ابن تنفيذها.

<?php
abstract class Shape
{
    public function __construct(protected string $label) {}

    abstract public function area(): float;

    public function describe(): string
    {
        return sprintf('%s: %.2f', $this->label, $this->area());
    }
}

class Rectangle extends Shape
{
    public function __construct(private float $w, private float $h)
    {
        parent::__construct('Rectangle');
    }

    public function area(): float
    {
        return $this->w * $this->h;
    }
}

class Circle extends Shape
{
    public function __construct(private float $r)
    {
        parent::__construct('Circle');
    }

    public function area(): float
    {
        return M_PI * $this->r ** 2;
    }
}

foreach ([new Rectangle(3, 4), new Circle(1.5)] as $shape) {
    echo $shape->describe(), "\n";
}

تُكتب describe() مرة واحدة في Shape وتستدعي area()، التي يوفرها كل ابن. ويضمن الصنف المجرد وجود التابع، فتستطيع describe() الاعتماد عليه.

لا يمكنك إنشاء صنف مجرد بـ new

الصنف المجرد ناقص عمدًا: ليس لـ Shape::area() جسم، فلن يجد كائن Shape عادي شيئًا ينفّذه. ترفض PHP إنشاء واحد وترمي Error:

<?php
abstract class Shape
{
    abstract public function area(): float;
}

try {
    $s = new Shape();
} catch (Error $e) {
    echo get_class($e), ': ', $e->getMessage(), "\n";
}

$r = new ReflectionClass('Shape');
var_dump($r->isAbstract());

التوابع المجردة: القواعد

للتابع المجرد توقيع وفاصلة منقوطة بدل الجسم. يجب على كل ابن تنفيذه بتوقيع متوافق وبرؤية مماثلة أو أوسع: يمكن أن يصبح التابع abstract protected في الابن protected أو public، لكن ليس private أبدًا. والصنف الذي فيه ولو تابع مجرد واحد يجب أن يُصرَّح به هو نفسه مجردًا.

<?php
abstract class Notification
{
    public function __construct(protected string $recipient) {}

    abstract protected function channel(): string;

    abstract protected function format(string $text): string;

    public function send(string $text): string
    {
        return "[{$this->channel()}] to {$this->recipient}: " . $this->format($text);
    }
}

class SmsNotification extends Notification
{
    protected function channel(): string
    {
        return 'SMS';
    }

    protected function format(string $text): string
    {
        return rtrim(mb_substr($text, 0, 20)) . (mb_strlen($text) > 20 ? '...' : '');
    }
}

class EmailNotification extends Notification
{
    public function channel(): string   // protected widened to public: allowed
    {
        return 'Email';
    }

    protected function format(string $text): string
    {
        return "Hello,\n\n$text\n\nRegards";
    }
}

echo (new SmsNotification('+3912345'))->send('Your parcel arrives tomorrow between 9 and 12'), "\n\n";
echo (new EmailNotification('ada@example.com'))->send('Your parcel arrives tomorrow.'), "\n";

الابن الذي يتخطى تابعًا مجردًا يوقف السكربت قبل أن يعمل أي جزء منه، ما لم يُصرَّح بالابن أيضًا مجردًا ويترك التابع لأبنائه:

PHP Fatal error:  Class Square contains 1 abstract method and must therefore be declared abstract or implement the remaining methods (Shape::area) in /home/index.php on line 3

نمط تابع القالب

أشهر سبب لكتابة صنف مجرد: تسلسل ثابت من الخطوات تختلف فيه خطوات قليلة. يملك الصنف الأساسي التسلسل في تابع final، ويملأ الأبناء الخطوات. هنا يعمل التقرير نفسه نصًا عاديًا وجدول HTML:

<?php
abstract class Report
{
    public function __construct(protected array $rows) {}

    final public function render(): string
    {
        $out = $this->open();
        foreach ($this->rows as $row) {
            $out .= $this->row($row);
        }
        return $out . $this->close();
    }

    abstract protected function row(array $row): string;

    protected function open(): string { return ''; }
    protected function close(): string { return ''; }
}

class TextReport extends Report
{
    protected function row(array $row): string
    {
        return str_pad($row[0], 10) . $row[1] . "\n";
    }
}

class HtmlReport extends Report
{
    protected function open(): string { return "<table border=\"1\">\n"; }
    protected function close(): string { return "</table>\n"; }

    protected function row(array $row): string
    {
        return '<tr><td>' . htmlspecialchars($row[0]) . '</td><td>' . $row[1] . "</td></tr>\n";
    }
}

$rows = [['Apples', 12], ['Pears', 7], ['Plums', 30]];
echo (new HtmlReport($rows))->render();
echo '<pre>' . (new TextReport($rows))->render() . '</pre>';

شغّله فيعرض تبويب Page جدول HTML فوق النسخة النصية العادية. لـ open() وclose() أجسام افتراضية، فلا يعيد تعريفهما إلا HtmlReport؛ أما row() فمجرد لأنه لا توجد قيمة افتراضية معقولة. وجعل render() من نوع final يمنع الابن من تغيير ترتيب الخطوات.

الصنف المجرد يستطيع تنفيذ واجهة

يمكن للصنف المجرد أن يصرّح بـ implements ويترك بعض توابع الواجهة لأبنائه. وهذه الطريقة المعتادة لاقتران واجهة (النوع) بصنف أساسي (الشيفرة المشتركة):

<?php
interface Cache
{
    public function get(string $key): mixed;
    public function set(string $key, mixed $value): void;
    public function has(string $key): bool;
}

abstract class BaseCache implements Cache
{
    // has() is written once, in terms of get()
    public function has(string $key): bool
    {
        return $this->get($key) !== null;
    }
}

class ArrayCache extends BaseCache
{
    private array $items = [];

    public function get(string $key): mixed
    {
        return $this->items[$key] ?? null;
    }

    public function set(string $key, mixed $value): void
    {
        $this->items[$key] = $value;
    }
}

$cache = new ArrayCache();
$cache->set('user:1', 'Ada');
var_dump($cache->has('user:1'), $cache->has('user:2'));
var_dump($cache instanceof Cache);

تلمّح الشيفرة بالواجهة Cache، لذا يستطيع صنف لا يمكنه وراثة BaseCache (لأنه يرث شيئًا آخر أصلًا) تنفيذ Cache مباشرة.

متى تستخدم صنفًا مجردًا ومتى لا

استخدم الصنف المجرد عندما تتشارك أصناف العائلة شيفرة حقيقية: خصائص، وبانيًا، وتوابع متماثلة لها كلها. وإذا كان الأساس لن يحتوي إلا توابع مجردة، فهو واجهة متنكرة، والواجهة الخيار الأفضل لأن الصنف يستطيع تنفيذ واجهات كثيرة لكنه لا يرث إلا صنفًا واحدًا. وإذا كنت تريد فقط مشاركة بعض التوابع المساعدة بين أصناف غير مترابطة، فاستخدم سمة بدل إجبارها تحت أب واحد.

اختبار سريع قبل كتابة abstract class: هل سيكون كل ابن فعلًا نوعًا من الأساس (Circle هو Shape)؟ إذا كانت الإجابة الصادقة «يستطيع فعل هذا» لا «هو واحد من هذه»، فاكتب واجهة.