Specification Pattern，PHP 規格模式

簡介

在這篇文章中，將會探討在 PHP 中實現 Specification Pattern 的方法。

Specification Pattern 是一種行為設計模式，它允許我們將業務規則封裝到一個單一的類別中，並使其可組合。這樣可以創建更靈活和可維護的系統。

我們將通過一個以咖啡為主題的範例來展示如何使用這個模式，並比較在使用和不使用 Specification Pattern 的情況下的代碼結構和可維護性。

什麼是 Specification Pattern

在 Specification Pattern 這個模式中，每個規則或規範都是一個單獨的類別，這些類別可以通過邏輯操作（如 AND、OR 和 NOT）組合在一起，形成更複雜的規範。

想像一下你在經營一家咖啡店，你有各種不同類型的咖啡豆，每種咖啡豆都有不同的特性，比如產地、烘焙程度和風味。現在，你想要創建一個系統來幫助你選擇適合特定顧客口味的咖啡豆。你可以使用 Specification Pattern 來實現這個功能。

你可以為每種特性創建一個規範，比如 OriginSpecification、RoastLevelSpecification 和 FlavorProfileSpecification。然後，根據顧客的需求將這些規範組合在一起，創建一個複合規範來找到最適合的咖啡豆。

什麼狀況適合使用 The Specification Pattern

Specification Pattern 非常適合於需要根據一組動態條件過濾或選擇對象的情況。它提供了一種將業務規則從業務對象中分離出來的方法，使得業務規則更容易被理解和維護。這在需要處理複雜業務邏輯或規則的系統中尤其有用，比如電子商務平台中的產品過濾、信貸審批系統中的風險評估等場景。

範例教學

接下來的部分，將通過一個具體的範例來展示如何在 PHP 中實現和使用 Specification Pattern。

原始範例，未使用 Specification Pattern

假設有一個咖啡選擇應用程式，它根據客戶的喜好來選擇咖啡。以下是未使用 Specification Pattern 的 PHP 程式碼：

<?php
// 定義一個 CoffeeSelection 類別來處理咖啡選擇的邏輯
class CoffeeSelection {
    // selectCoffee 方法接受咖啡的類型、大小、是否加烈和是否冷飲作為參數
    public function selectCoffee($type, $size, $extraShot, $cold) {
        // 檢查咖啡的類型是否為 Espresso，大小是否為 Large，是否加烈，並且不是冷飲
        if ($type === 'Espresso' && $size === 'Large' && $extraShot && !$cold) {
            // 如果條件匹配，則返回描述這種咖啡的字串
            return 'Large Espresso with extra shot';
        // 檢查咖啡的類型是否為 Latte，大小是否為 Medium，不加烈，並且是冷飲
        } elseif ($type === 'Latte' && $size === 'Medium' && !$extraShot && $cold) {
            // 如果條件匹配，則返回描述這種咖啡的字串
            return 'Medium Iced Latte';
        }
        // 如果有更多的咖啡選擇條件，可以繼續添加更多的 elseif 分支來處理

        // 如果沒有任何條件匹配，則默認返回 null
        // (這裡沒有明確的 return null，但在 PHP 中，如果一個函數不返回任何值，則默認返回 null)
    }
}

// 創建一個 CoffeeSelection 物件實例
$coffeeSelection = new CoffeeSelection();
// 調用 selectCoffee 方法，傳入咖啡的類型、大小、是否加烈和是否冷飲作為參數
// 並且將返回的結果輸出
echo $coffeeSelection->selectCoffee('Espresso', 'Large', true, false);
// 輸出將會是 'Large Espresso with extra shot'，因為這是匹配的條件

上段程式碼展示了一個簡單的咖啡選擇類別，它根據提供的參數返回一個描述咖啡的字串。這是一個基於條件判斷的簡單實現，但在條件增多時可能會變得難以維護。

如果需要處理更多的咖啡選擇條件，可能會需要一個更靈活和可擴展的解決方案，例如使用 Specification Pattern。

改善範例，使用 Specification Pattern

接下來將重構上面的範例，使用 Specification Pattern 來實現相同的功能。使我們的代碼更加清晰、靈活和易於維護。

<?php
// 定義一個咖啡規格的介面，所有的規格類別都必須實現這個介面
interface CoffeeSpecification {
    public function isSatisfiedBy($coffee);
}

// 實現咖啡類型規格的類別
class TypeSpecification implements CoffeeSpecification {
    private $type;

    // 建構函數接收一個咖啡類型
    public function __construct($type) {
        $this->type = $type;
    }

    // 檢查咖啡是否符合這個類型
    public function isSatisfiedBy($coffee) {
        return $coffee->type === $this->type;
    }
}

// 實現咖啡大小規格的類別
class SizeSpecification implements CoffeeSpecification {
    private $size;

    // 建構函數接收一個咖啡大小
    public function __construct($size) {
        $this->size = $size;
    }

    // 檢查咖啡是否符合這個大小
    public function isSatisfiedBy($coffee) {
        return $coffee->size === $this->size;
    }
}

// 實現額外加烈咖啡規格的類別
class ExtraShotSpecification implements CoffeeSpecification {
    private $extraShot;

    // 建構函數接收一個布林值，表示是否需要額外加烈
    public function __construct($extraShot) {
        $this->extraShot = $extraShot;
    }

    // 檢查咖啡是否符合額外加烈的要求
    public function isSatisfiedBy($coffee) {
        return $coffee->extraShot === $this->extraShot;
    }
}

// 實現冷飲咖啡規格的類別
class ColdSpecification implements CoffeeSpecification {
    private $cold;

    // 建構函數接收一個布林值，表示咖啡是否為冷飲
    public function __construct($cold) {
        $this->cold = $cold;
    }

    // 檢查咖啡是否為冷飲
    public function isSatisfiedBy($coffee) {
        return $coffee->cold === $this->cold;
    }
}

// 咖啡選擇器類別，負責根據提供的規格選擇咖啡
class CoffeeSelector {
    // 根據一組規格和一組咖啡選項來選擇咖啡
    public function selectCoffee($specifications, $coffees) {
        foreach ($coffees as $coffee) {
            $satisfied = true;
            // 檢查所有規格是否都滿足
            foreach ($specifications as $specification) {
                if (!$specification->isSatisfiedBy($coffee)) {
                    $satisfied = false;
                    break;
                }
            }
            // 如果所有規格都滿足，則返回這個咖啡
            if ($satisfied) {
                return $coffee;
            }
        }
        // 如果沒有咖啡滿足所有規格，則返回 null
        return null;
    }
}

// 咖啡選項的陣列，每個咖啡選項都是一個物件
$coffees = [
    (object)['type' => 'Espresso', 'size' => 'Large', 'extraShot' => true, 'cold' => false],
    (object)['type' => 'Latte', 'size' => 'Medium', 'extraShot' => false, 'cold' => true],
    // 更多咖啡選項...
];

// 建立一組規格
$specifications = [
    new TypeSpecification('Espresso'),
    new SizeSpecification('Large'),
    new ExtraShotSpecification(true),
    new ColdSpecification(false)
];

// 創建咖啡選擇器實例
$coffeeSelector = new CoffeeSelector();
// 使用規格和咖啡選項來選擇咖啡
$selectedCoffee = $coffeeSelector->selectCoffee($specifications, $coffees);
// 輸出選擇的咖啡，如果沒有符合的咖啡，則輸出 'No coffee found'
echo $selectedCoffee ? $selectedCoffee->type : 'No coffee found';

這個範例的優點是，每個規格都是獨立的，我們可以很容易地新增或移除規格，而不需要修改 CoffeeSelector 類別。這使得程式碼更容易維護和擴展。

把規格都封裝在自己的類別中，就可以獨立地測試和重用。CoffeeSelector 類別則負責根據這些規格來選擇合適的咖啡。這種設計使得程式碼更加清晰，並且當需要新增或修改規格時，只需要修改相應的規格類別，而不是整個選擇邏輯。

其他類似的 Design Pattern

Specification Pattern 是一種行為設計模式，它與其他行為設計模式如 Strategy Pattern、Command Pattern 和 Observer Pattern 有相似之處。這些模式都涉及到將算法或行為從其使用的上下文中分離出來，以提高系統的靈活性和可維護性。

然而，Specification Pattern 的獨特之處在於其對規則或條件的封裝，並提供了一種將這些規則或條件組合在一起的機制。

參考資料

1. Specification Pattern – Martin Fowler
2. PHP Design Patterns – GitHub