نمط Strategy

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة PHP على Coddy — الدرس 74 من 91.

إنّ نمط الاستراتيجية (Strategy Pattern) هو نمط تصميم سلوكي يتيح لك تعريف مجموعة من الخوارزميات، وتغليف كل منها في فئة (class) خاصة بها، وجعلها قابلة للتبديل في وقت التشغيل (runtime). الكائن الذي يستخدم الاستراتيجية لا يحتاج إلى معرفة أي خوارزمية يقوم بتشغيلها.

تخيل عربة تسوق يمكنها تطبيق استراتيجيات خصم مختلفة. بدلاً من كتابة منطق الخصم بشكل ثابت (hardcoding) باستخدام الجمل الشرطية، تقوم بتعريف كل خصم كفئة (class) منفصلة:

<?php
interface DiscountStrategy {
    public function calculate(float $total): float;
}

class NoDiscount implements DiscountStrategy {
    public function calculate(float $total): float {
        return $total;
    }
}

class PercentageDiscount implements DiscountStrategy {
    public function __construct(private int $percent) {}
    
    public function calculate(float $total): float {
        return $total - ($total * $this->percent / 100);
    }
}

class FixedDiscount implements DiscountStrategy {
    public function __construct(private float $amount) {}
    
    public function calculate(float $total): float {
        return max(0, $total - $this->amount);
    }
}

تقبل فئة السياق (context class) أي استراتيجية وتفوض عملية الحساب:

<?php
class ShoppingCart {
    public function __construct(private DiscountStrategy $discount) {}
    
    public function setDiscount(DiscountStrategy $discount): void {
        $this->discount = $discount;
    }
    
    public function checkout(float $total): float {
        return $this->discount->calculate($total);
    }
}

$cart = new ShoppingCart(new NoDiscount());
echo $cart->checkout(100) . "\n";

$cart->setDiscount(new PercentageDiscount(20));
echo $cart->checkout(100);

المخرجات:

100
80

يتألق نمط الاستراتيجية (Strategy Pattern) عندما يكون لديك طرق متعددة لتنفيذ عملية ما وتريد التبديل بينها دون تعديل الـ class التي تستخدمها. إضافة نوع خصم جديد يعني إنشاء class جديدة، دون الحاجة لتعديل الكود الحالي.

التحدي

سهل

لنقم ببناء حاسبة لتكلفة الشحن باستخدام نمط الاستراتيجية (Strategy Pattern). تختلف طرق الشحن باختلاف قواعد التسعير — الشحن القياسي يفرض سعراً ثابتاً، والشحن السريع يضيف نسبة مئوية، والشحن الليلي يجمع بين الاثنين. يتيح لك نمط الاستراتيجية تبديل هذه الحسابات دون تغيير الكود الذي يستخدمها.

ستقوم بتنظيم الكود الخاص بك عبر أربعة ملفات:

ShippingStrategy.php — أنشئ واجهة ShippingStrategy التي تحدد العقد لجميع طرق الشحن. يجب أن تحتوي على طريقة calculate(float $weight): float تأخذ وزن الطرد وتعيد تكلفة الشحن.
ShippingMethods.php — قم بتضمين ملف ShippingStrategy وأنشئ ثلاث فئات (classes) تنفذ هذه الواجهة:
- StandardShipping — تفرض سعراً ثابتاً قدره $5.00 بغض النظر عن الوزن
- ExpressShipping — تفرض $2.00 لكل كيلوغرام (اضرب الوزن في 2)
- OvernightShipping — تفرض رسوماً أساسية قدرها $10.00 بالإضافة إلى $3.00 لكل كيلوغرام
ShippingCalculator.php — قم بتضمين ملف ShippingStrategy وأنشئ فئة ShippingCalculator التي تعمل كـ "سياق" (context). يجب أن تقوم الحاسبة الخاصة بك بـ:
- قبول ShippingStrategy في منشئها (استخدم constructor promotion)
- امتلاك طريقة setStrategy(ShippingStrategy $strategy): void لتغيير طريقة الشحن أثناء وقت التشغيل
- امتلاك طريقة calculateCost(float $weight): float تفوض المهمة إلى الاستراتيجية الحالية
main.php — قم بتضمين ملفي ShippingMethods و ShippingCalculator. ستتلقى مدخلين: نوع الشحن ("standard"، أو "express"، أو "overnight") ووزن الطرد.
أنشئ ShippingCalculator يبدأ بـ StandardShipping. بناءً على مدخل نوع الشحن، استخدم setStrategy() للتبديل إلى طريقة الشحن المناسبة. ثم احسب التكلفة للوزن المعطى واطبع النتيجة منسقة إلى منزلتين عشريتين.

يجب أن يكون المخرج: Shipping cost: $[cost]

يوضح هذا التحدي كيف يجعل نمط الاستراتيجية نظام الشحن الخاص بك مرناً — فإضافة طريقة شحن جديدة مثل SameDayShipping تتطلب فقط إنشاء فئة جديدة تنفذ الواجهة، دون المساس بالحاسبة أو طرق الشحن الموجودة.

ورقة مرجعية

إنّ نمط الاستراتيجية (Strategy Pattern) هو نمط تصميم سلوكي يحدد عائلة من الخوارزميات، ويغلف كل واحدة منها في فئة (class) خاصة بها، ويجعلها قابلة للتبديل في وقت التشغيل.

قم بتعريف واجهة (interface) للاستراتيجية:

<?php
interface DiscountStrategy {
    public function calculate(float $total): float;
}

قم بتنفيذ الاستراتيجيات الملموسة (concrete strategies):

<?php
class NoDiscount implements DiscountStrategy {
    public function calculate(float $total): float {
        return $total;
    }
}

class PercentageDiscount implements DiscountStrategy {
    public function __construct(private int $percent) {}
    
    public function calculate(float $total): float {
        return $total - ($total * $this->percent / 100);
    }
}

class FixedDiscount implements DiscountStrategy {
    public function __construct(private float $amount) {}
    
    public function calculate(float $total): float {
        return max(0, $total - $this->amount);
    }
}

قم بإنشاء فئة سياق (context class) تستخدم الاستراتيجية:

<?php
class ShoppingCart {
    public function __construct(private DiscountStrategy $discount) {}
    
    public function setDiscount(DiscountStrategy $discount): void {
        $this->discount = $discount;
    }
    
    public function checkout(float $total): float {
        return $this->discount->calculate($total);
    }
}

استخدم النمط عن طريق حقن الاستراتيجيات:

<?php
$cart = new ShoppingCart(new NoDiscount());
echo $cart->checkout(100); // 100

$cart->setDiscount(new PercentageDiscount(20));
echo $cart->checkout(100); // 80

يسمح لك نمط الاستراتيجية بالتبديل بين الخوارزميات دون تعديل الفئة التي تستخدمها. إضافة استراتيجيات جديدة يتطلب فقط إنشاء فئات جديدة تقوم بتنفيذ الواجهة.

جرّب بنفسك

<?php
require_once 'ShippingMethods.php';
require_once 'ShippingCalculator.php';

// قراءة المدخلات
$shippingType = trim(fgets(STDIN));
$weight = floatval(fgets(STDIN));

// TODO: قم بإنشاء ShippingCalculator يبدأ بـ StandardShipping

// TODO: بناءً على نوع الشحن المدخل ("standard" أو "express" أو "overnight")،
// استخدم setStrategy() للتبديل إلى طريقة الشحن المناسبة

// TODO: احسب التكلفة للوزن المعطى

// TODO: اطبع النتيجة منسقة إلى منزلتين عشريتين
// تنسيق المخرجات: Shipping cost: $[cost]

?>