مفهوم ارث بری یا inheritance در PHP - بررسی با مثال

مقدمه ارث بری (inheritance) در PHP

ایده وراثت خیلی قدرتمند است. زیرا به شما اجازه می دهد تا یک کلاس جدید ایجاد کنید و بتوانید از propertyها و متد های یک کلاس موجود، دوباره استفاده کنید.

یک کلاس که از کلاس دیگری به ارث می برد، زیر کلاس (subclass) یا  کلاس فرزند (childclass) یا کلاس مشتق شده (derived class) نامیده می شود.

کلاسی که یک کلاس فرزند دارد و خواص آن را به ارث می برد به عنوان کلاس والد یا پدر و مادر (parentclass) یا یک سوپرکلاس (superclass) یا کلاس پایه (basedclass) شناخته می شود.

علاوه بر propertyها و متد های ارث برده شده از کلاس پدر و مادر، یک زیر کلاس می تواند propertyها و متد های اضافی نیز داشته باشد.

اگر می خواهید چندین کلاس مشابه ایجاد کنید وراثت می تواند برای شما بسیار مفید باشد.

شما propertyها و متد های مشترک را در کلاس پدر و مادر و propertyها و متد های خاص را در کلاس های فرزند قرار دهید.

این به شما کمک می کند تا از تکرار کدها جلوگیری کنید.

مثالی برای ارث بری (inheritance) در PHP

در جلسات قبلی، در آموزش "اشیاء و کلاسها  در php"، ما یک کلاس حساب بانکی به نام (BankAccount) ایجاد کردیم. ما می توانیم کلاس حساب بانکی (BankAccount) را به وسیله ی ساخت کلاس های دیگری گسترش (extend) دهیم. به عنوان مثال می توانیم یک کلاس به نام کلاس حسابها (saving account class) و یک کلاس دیگر به نام چک کردن حساب بانکی(checking account class) بسازیم که از کلاس حساب بانکی (BankAccount) ارث بری کنند و به این ترتیب از property ها و متدهای کلاس حساب بانکی (BankAccount) می توانیم چند بار در کلاس های دیگر، استفاده کنیم.

نمودار وراثت UML

ما می توانیم روابط بین کلاس های BankAccount ، SavingAccount و CheckingAccount را با استفاده از نمودار کلاس UML به صورت زیر مقایسه کنیم:

ساختار فایل های class

ما معمولا کد هر کلاس را در یک فایل پی اچ پی جداگانه قرار می دهیم که دارای نامی مشابه نام کلاس است. همه فایل های کلاس معمولا در یک پوشه به نام "classes" به صورت زیر قرار می گیرند:

مثال 

برای به ارث بردن از یک کلاس، از کلمه کلیدی extended استفاده کنید. مثال زیر نشان می دهد که چگونه کلاس SavingAccount از کلاس BankAccount به ارث می برد:

<?php



class SavingAccount extends BankAccount{

 /**

 * monthly interest rate

 * @var float

 */

 private $interestRate;



 /**

 * init saving account with account no, initial amount and

 * interest rate

 * @param string $accountNo

 * @param float $initialAmount

 * @param float $interestRate

 */

 public function __construct($accountNo,$initialAmount,$interestRate){

 parent::__construct($accountNo, $initialAmount);

 $this->interestRate = $interestRate;

 }



 /**

 *  Add interest to the balance

 */

 public function addInterest(){

 $amount = parent::getBalance() * $this->interestRate / 100;

 parent::deposit($amount);

 }

}

بیایید کلاس SavingAccount را دقیق تر بررسی کنیم.

ابتدا باید کلاس SavingAccount از کلاس BankAccount ارث بری کند برای این کار از کلمه کلیدیextended  به صورت زیر استفاده می کنیم :

class SavingAccount extends BankAccount{

....

}

ما در مرحله ی دوم، در داخل سازنده (constructor) کلاس SavingAccount، سازنده کلاس BankAccount را با استفاده از سینتکس زیر فراخوانی می کنیم:

parent::__construct($accountNo, $initialAmount);

علاوه بر این، ما همچنین نرخ بهره ( interest rate)در سازنده کلاس SavingAccount را مقداردهی اولیه (initialize) می کنیم.

در مرحله ی سوم، ما یک متد به نام addInterest()  را در کلاس SavingAccount اضافه می کنیم.

 ما در این متد، متدهای کلاس والد یعنی (BankAccount) را با استفاده از سینتکس زیر فراخوانی می کنیم :

parent::getBalance()

و

parent::deposit($amount)

همانطور که می بینید، متد addInterest موجود در کلاس SavingAccount از متدهای موجود در کلاس والد یعنی BankAccount استفاده می کند.

بیایید کلاس جدید SavingAccount را آزمایش کنیم.

<?php

require_once('classes/bankaccount.php');

require_once('classes/savingaccount.php');



$sa = new SavingAccount('12121424', 2000, 2.5);



echo 'Bank account #' . $sa->getAccountNumber() . '<br/>';

echo 'Balance: $' . $sa->getBalance() . '<br/>';



echo 'Adding interest...' . '<br/>';

$sa->addInterest();



echo 'Balance: $' . $sa->getBalance();

ما می توانیم همین کار را برای کلاس CheckingAccount انجام دهیم.

<?php



class CheckingAccount extends BankAccount{



 /**

 * monthly fee

 * @var float

 */

 private $fee;



 /**

 * init checking account with account no, initial amount and

 * monthly fee

 * @param string $accountNo

 * @param float $initialAmount

 * @param float $fee

 */

 public function __construct($accountNo,$initialAmount,$fee){

 parent::__construct($accountNo, $initialAmount);

 $this->$fee = $fee;

 }



 /**

 *  Deduct monthly fee from balance

 */

 public function deductFee(){

 parent::withdraw($this->fee);

 }

}

بازنویسی متدها (Overriding methods)

فرض کنید دو کلاس داریم، یکی پدر و دیگر فرزند که کلاس فرزند از کلاس پدر ارث بری می کند. حال اگر بخواهیم در کلاس فرزند، متدی هم نام با متدی که در کلاس والد هست، ایجاد کنیم ، ولی این متد، دارای کدهای متفاوتی نسبت به متد موجود در کلاس والد باشد، باید آن متد (متد کلاس فرزند) را بازنویسی یا override کنیم.

در override کردن یک متد، می توانیم کدهای متد کلاس والد را در متد کلاس فرزند نیز اضافه کنیم و یا کلاً کدهای جدیدی بنویسیم.

در کلاس BankAccount ما می توانیم از متد جادویی __toString() استفاده کنیم. بطوریکه با استفاده از آن می توانیم، شیء حساب بانکی را به عنوان یک رشته با استفاده از تابع echo()  نمایش دهیم.

<?php

class BankAccount{

 /**

 * returns bank account object as a string

 */

 public function __toString(){

 return sprintf("Account #: %s <br/> Balance:$%0.2f",

 $this->accountNumber,

 $this->totalBalance);

 }

       //.. other methods and properties

}

در کلاس فرزند SavingAccount، ما می توانیم از همان متد __toString() استفاده کنیم.

متد __toString() در کلاس SavingAccount، متد __toString() را در کلاس BankAccount بازنویسی یا override می کند.

<?php



class SavingAccount extends BankAccount{

 public function __toString(){

 $str = parent::__toString();

 $str .= sprintf("<br/>Interest rate:%0.2f",$this->interestRate);

 return $str;



 }

}

توجه داشته باشید که ما می توانیم از کدهای متد __toString() در کلاس BankAccount با استفاده از فراخوانی متد __toString() در زیر کلاس (SavingAccount) استفاده کنیم :

$str = parent::__toString();

حالا ما متد __toString() را از شی SavingAccount فراخوانی می کنیم :

<?php

require_once('classes/bankaccount.php');

require_once('classes/savingaccount.php');

$sa = new SavingAccount('12121424', 2000, 2.5);

echo $sa;

کلاس ها و متدهای Final

کلاس Final

کلاس های Final کلاس هایی هستند که قابل توسعه (Extend) نیستند. این بدین معنا ست که دیگر کلاس ها ، نمی توانند از کلاس های Final ارث بری کنند. برای تعریف این گونه کلاس ها از کلیدواژه Final به صورت زیر استفاده می کنیم :

final class MyClass{

 //...

}

اگر کلاسی از یک کلاس Final  ارث بری کند ، PHP خطای مهلک (Fatal error) را صادر می کند.

چرا شما نیاز به کلاس هایی دارید که از ارث بری کلاس های دیگر جلوگیری می کند ؟دو دلیل اصلی وجود دارد:

امنیت (Security) :

یکی از تکنیک های رایج که هکرهای مخرب برای بهره برداری از سیستم استفاده می کنند، ایجاد یک "زیر کلاس" از یک کلاس است و کلاس مدنظر خود را با استفاده از "زیر کلاس" جایگزین می کنند.

"زیر کلاس" مشابه کلاس والد است اما به طور متفاوتی رفتار می کند که موجب آسیب به سیستم می شود.

طراحی (Design) :

یکی دیگر از دلایل ایجاد کلاس Final، طراحی شی گرا (object-oriented design) است. شما ممکن است به این نتیجه برسید که کلاس شما "کامل  یا perfect" است و نباید "زیر کلاس" داشته باشد.

متد  Final

وقتی متدی را در کلاسی از نوع Final تعریف می کنیم، کلاس های فرزند نمی توانند متدهای کلاس والد را بازنویسی یا Override کنند.

 قبل از انجام این کار، اطمینان حاصل کنید که متد شما در کلاس، به طور مداوم کد ثابتی خواهد داشت.

شما باید از کلمه کلیدی Final استفاده کنید تا یک متد Final را به صورت زیر تعریف کنید:

class MyClass{

 public final function finalMethod(){

 //...

 }

}

شما می توانید کل کدهای این آموزش را به صورت یکجا در زیر مشاهده کنید:

bankaccount.php

<?php

class BankAccount{

                        /**

                         * bank account number

                         * @var string bank account number

                         */

                        private $accountNumber;

                        /**

                         * total balance

                         * @var float total balance

                         */

                        private $totalBalance;



                        /**

                         * inits bank account with a particular account no and

                         * initial amount

                         * @param string $accountNo

                         * @param float  $initialAmount

                         */

                        public function __construct($accountNo, $initialAmount){

                                                $this->accountNumber = $accountNo;

                                                $this->totalBalance = $initialAmount;

                        }



                        /**

                         * deposit money to the bank account

                         * @param float $amount amount to deposit

                         */

                        public function deposit($amount){

                                                $this->totalBalance += $amount;

                        }



                        /**

                         * withdraw money from the bank account

                         * @param double $amount

                         */

                        public function withdraw($amount){

                                                if($amount > $this->totalBalance)

                                                                        die('Not enough money to withdraw');



                                                $this->totalBalance -= $amount;

                        }



                        /**

                         * returns total balance

                         * @return float total balance

                         */

                        public function getBalance(){

                                                return $this->totalBalance;

                        }



                        /**

                         * return bacnk account number

                         */

                        public function getAccountNumber(){

                                                return $this->accountNumber;

                        }



                        /**

                         * set bank account number

                         * @param string $accountNumber

                         */

                        public function setAccountNumber($accountNumber){

                                                $this->accountNumber = $accountNumber;



                        }

                       

                        /**

                         * returns bank account object as a string

                         */

                        public function __toString(){

                                                return sprintf("Account #: %s <br/> Balance:$%0.2f",

                                                                                                                                                $this->accountNumber,

                                                                                                                                                $this->totalBalance);

                        }

}

checkingaccount.php

<?php



class CheckingAccount extends BankAccount{

                       

                        /**

                         * monthly fee

                         * @var float

                         */

                        private $fee;

                       

                        /**

                         * init checking account with account no, initial amount and

                         * monthly fee

                         * @param string $accountNo

                         * @param float $initialAmount

                         * @param float $fee

                         */

                        public function __construct($accountNo,$initialAmount,$fee){

                                                parent::__construct($accountNo, $initialAmount);

                                                $this->$fee = $fee;

                        }

                       

                        /**

                         *  Deduct monthly fee from balance

                         */

                        public function deductFee(){

                                                parent::withdraw($this->fee);

                        }

                       



                        public function __toString(){

                                                $str = parent::__toString();

                                                $str .= sprintf("<br/>Montly fee:%0.2f",$this->fee);

                                                return $str;

                        }

}

savingaccount.php

<?php



class SavingAccount extends BankAccount{

                        /**

                         * monthly interest rate

                         * @var float

                         */

                        private $interestRate;



                        /**

                         * init saving account with account no, initial amount and

                         * interest rate

                         * @param string $accountNo

                         * @param float $initialAmount

                         * @param float $interestRate

                         */

                        public function __construct($accountNo,$initialAmount,$interestRate){

                                                parent::__construct($accountNo, $initialAmount);

                                                $this->interestRate = $interestRate;

                        }



                        /**

                         *  Add interest to the balance

                         */

                        public function addInterest(){

                                                $amount = parent::getBalance() * $this->interestRate / 100;

                                                parent::deposit($amount);

                        }

                       

                        public function __toString(){

                                                $str = parent::__toString();

                                                $str .= sprintf("<br/>Interest rate:%0.2f",$this->interestRate);

                                                return $str;

                                               

                        }

}

index.php

<?php

require_once('classes/bankaccount.php');

require_once('classes/savingaccount.php');

$sa = new SavingAccount('12121424', 2000, 2.5);

echo $sa;

در این آموزش، ما به شما نشان دادیم که چگونه از وراثت (inheritance) در php  برای ایجاد کلاس های جدید استفاده کنیم که نه تنها از کلاس های والد، ارث بری می کنند، بلکه دارای propertyها و متدهای خاص خود هستند. علاوه بر این، ما در مورد بازنویسی متدها (overriding) بحث نمودیم و همچنین در ادامه مفاهیم کلاس ها و متد های Final  را بیان کردیم تا بتوانید از آنها برای انعطافِ بیشتر در طراحی شی گرا ، استفاده نمایید.