Đa Hình trong PHP: Hiểu Rõ Interface và Abstract Class để Nâng Cao OOP

Đa hình (Polymorphism): Interface, Abstract Class trong Lập trình PHP

Đa hình (Polymorphism) là một trong bốn trụ cột chính của Lập trình hướng đối tượng (OOP), cùng với Đóng gói (Encapsulation), Kế thừa (Inheritance) và Trừu tượng (Abstraction). Trong lập trình PHP, đa hình cho phép chúng ta viết mã linh hoạt và dễ mở rộng hơn bằng cách cho phép các đối tượng thuộc các lớp khác nhau được xử lý thông qua một giao diện chung. Bài viết này sẽ đi sâu vào khái niệm đa hình và cách triển khai nó trong PHP thông qua Interface và Abstract Class.

Đa hình là gì?

Theo nghĩa đen, "đa hình" có nghĩa là "nhiều hình thức". Trong lập trình, đa hình cho phép một đối tượng có thể mang nhiều hình thức, tức là nó có thể được xem xét như một thể hiện của nhiều loại khác nhau. Cụ thể hơn, nó cho phép bạn định nghĩa một phương thức trong lớp cha hoặc interface và triển khai phương thức đó theo nhiều cách khác nhau trong các lớp con. Điều này dẫn đến khả năng gọi cùng một phương thức trên các đối tượng khác nhau, nhưng mỗi đối tượng sẽ thực hiện hành vi riêng của nó.

Lợi ích của Đa hình:

• Tính linh hoạt: Mã trở nên linh hoạt hơn vì bạn có thể làm việc với các đối tượng thuộc các lớp khác nhau thông qua một giao diện chung.
• Dễ bảo trì và mở rộng: Khi cần thêm một loại đối tượng mới, bạn chỉ cần tạo một lớp mới triển khai cùng giao diện hoặc kế thừa từ cùng lớp trừu tượng, mà không cần thay đổi mã hiện có.
• Giảm sự trùng lặp mã: Các hành vi chung có thể được định nghĩa ở cấp cao hơn, giảm việc phải viết lại cùng một đoạn mã.
• Tính trừu tượng hóa cao hơn: Cho phép tập trung vào "cái gì" mà không cần quan tâm quá nhiều đến "cái nào" hoặc "làm thế nào" chi tiết.

Triển khai Đa hình trong PHP

Trong PHP, đa hình thường được triển khai thông qua hai cơ chế chính:

1. Interface (Giao diện)
2. Abstract Class (Lớp trừu tượng)

Chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết từng cơ chế này.

1. Interface (Giao diện)

Interface là một bản thiết kế (blueprint) cho các lớp. Nó định nghĩa một tập hợp các phương thức mà một lớp phải triển khai nếu nó "ký hợp đồng" với interface đó. Interface chỉ định nghĩa các phương thức (và hằng số), nhưng không cung cấp bất kỳ triển khai nào cho các phương thức đó.

Đặc điểm của Interface:

• Tất cả các phương thức trong interface phải là public.
• Interface không thể chứa các thuộc tính (properties).
• Một lớp có thể triển khai nhiều interface (khác với kế thừa, một lớp chỉ có thể kế thừa từ một lớp cha duy nhất).
• Để triển khai một interface, lớp sử dụng từ khóa implements.
• Tất cả các phương thức được định nghĩa trong interface phải được triển khai trong lớp.

Ví dụ về Interface:

Hãy tưởng tượng bạn có một hệ thống xử lý thanh toán và bạn muốn hỗ trợ nhiều cổng thanh toán khác nhau (PayPal, Stripe, VNPay...). Mỗi cổng thanh toán sẽ có cách xử lý riêng, nhưng chúng ta muốn có một cách chung để gọi phương thức thanh toán.

<?php

interface PaymentGateway
{
    public function processPayment(float $amount): bool;
    public function getTransactionStatus(string $transactionId): string;
}

class PayPalGateway implements PaymentGateway
{
    public function processPayment(float $amount): bool
    {
        echo "Processing PayPal payment of $" . $amount . ".\n";
        // Logic thực tế để gọi API của PayPal
        return true;
    }

    public function getTransactionStatus(string $transactionId): string
    {
        echo "Getting PayPal transaction status for ID: " . $transactionId . ".\n";
        // Logic thực tế để lấy trạng thái giao dịch từ PayPal
        return "Completed";
    }
}

class StripeGateway implements PaymentGateway
{
    public function processPayment(float $amount): bool
    {
        echo "Processing Stripe payment of $" . $amount . ".\n";
        // Logic thực tế để gọi API của Stripe
        return true;
    }

    public function getTransactionStatus(string $transactionId): string
    {
        echo "Getting Stripe transaction status for ID: " . $transactionId . ".\n";
        // Logic thực tế để lấy trạng thái giao dịch từ Stripe
        return "Pending";
    }
}

// Sử dụng đa hình
function handlePayment(PaymentGateway $gateway, float $amount)
{
    if ($gateway->processPayment($amount)) {
        echo "Payment successful!\n";
        $transactionId = "TXN" . uniqid(); // Giả sử ID giao dịch
        echo "Transaction Status: " . $gateway->getTransactionStatus($transactionId) . "\n";
    } else {
        echo "Payment failed!\n";
    }
}

$payPal = new PayPalGateway();
$stripe = new StripeGateway();

echo "--- Handling PayPal Payment ---\n";
handlePayment($payPal, 100.50);

echo "\n--- Handling Stripe Payment ---\n";
handlePayment($stripe, 250.00);

?>

Trong ví dụ trên:

• PaymentGateway là một interface định nghĩa các phương thức processPayment và getTransactionStatus.
• PayPalGateway và StripeGateway là hai lớp khác nhau, nhưng cả hai đều implements PaymentGateway. Điều này buộc chúng phải cung cấp triển khai cụ thể cho các phương thức của interface.
• Hàm handlePayment nhận một đối số kiểu PaymentGateway. Nhờ đa hình, chúng ta có thể truyền vào đó bất kỳ đối tượng nào (dù là PayPalGateway hay StripeGateway) miễn là chúng triển khai interface PaymentGateway. Điều này giúp mã trở nên linh hoạt và dễ dàng thêm các cổng thanh toán mới trong tương lai mà không cần thay đổi hàm handlePayment.

2. Abstract Class (Lớp trừu tượng)

Abstract class là một lớp không thể được khởi tạo trực tiếp. Nó có thể chứa các phương thức trừu tượng (chỉ khai báo, không có triển khai) và các phương thức thông thường (có triển khai). Mục đích chính của abstract class là cung cấp một cơ sở chung cho các lớp con và định nghĩa một tập hợp các phương thức mà các lớp con phải triển khai.

Đặc điểm của Abstract Class:

• Được khai báo bằng từ khóa abstract.
• Không thể tạo đối tượng trực tiếp từ một abstract class (nghĩa là không thể dùng new AbstractClass()).
• Có thể chứa cả phương thức abstract (không có body) và phương thức thông thường (có body).
• Các phương thức abstract trong lớp cha phải được triển khai trong các lớp con.
• Một lớp chỉ có thể kế thừa từ một abstract class duy nhất (giống như kế thừa thông thường).
• Để kế thừa từ một abstract class, lớp con sử dụng từ khóa extends.

Ví dụ về Abstract Class:

Giả sử bạn đang xây dựng một hệ thống quản lý nhân viên và bạn có nhiều loại nhân viên (nhân viên toàn thời gian, nhân viên bán thời gian, quản lý...). Mỗi loại nhân viên có cách tính lương khác nhau, nhưng tất cả đều có một số thông tin và hành vi chung.

<?php

abstract class Employee
{
    protected string $name;
    protected string $employeeId;

    public function __construct(string $name, string $employeeId)
    {
        $this->name = $name;
        $this->employeeId = $employeeId;
    }

    public function getName(): string
    {
        return $this->name;
    }

    public function getEmployeeId(): string
    {
        return $this->employeeId;
    }

    // Phương thức trừu tượng - phải được triển khai bởi lớp con
    abstract public function calculateSalary(): float;

    // Phương thức thông thường - có thể được ghi đè hoặc sử dụng nguyên bản
    public function displayInfo(): void
    {
        echo "Name: " . $this->getName() . "\n";
        echo "Employee ID: " . $this->getEmployeeId() . "\n";
    }
}

class FullTimeEmployee extends Employee
{
    protected float $monthlySalary;

    public function __construct(string $name, string $employeeId, float $monthlySalary)
    {
        parent::__construct($name, $employeeId);
        $this->monthlySalary = $monthlySalary;
    }

    public function calculateSalary(): float
    {
        return $this->monthlySalary;
    }
}

class PartTimeEmployee extends Employee
{
    protected float $hourlyRate;
    protected int $hoursWorked;

    public function __construct(string $name, string $employeeId, float $hourlyRate, int $hoursWorked)
    {
        parent::__construct($name, $employeeId);
        $this->hourlyRate = $hourlyRate;
        $this->hoursWorked = $hoursWorked;
    }

    public function calculateSalary(): float
    {
        return $this->hourlyRate * $this->hoursWorked;
    }
}

// Sử dụng đa hình
function processPayroll(Employee $employee)
{
    $employee->displayInfo();
    echo "Calculated Salary: $" . $employee->calculateSalary() . "\n\n";
}

$fullTime = new FullTimeEmployee("Nguyen Van A", "FT001", 5000);
$partTime = new PartTimeEmployee("Tran Thi B", "PT002", 25, 160);

echo "--- Processing Full-Time Employee Payroll ---\n";
processPayroll($fullTime);

echo "--- Processing Part-Time Employee Payroll ---\n";
processPayroll($partTime);

?>

Trong ví dụ trên:

• Employee là một abstract class. Nó có các thuộc tính và phương thức chung (name, employeeId, getName, getEmployeeId, displayInfo).
• Phương thức calculateSalary được khai báo là abstract, nghĩa là mỗi lớp con phải cung cấp triển khai riêng cho nó.
• FullTimeEmployee và PartTimeEmployee kế thừa từ Employee và cung cấp triển khai cụ thể cho calculateSalary dựa trên logic tính lương của riêng chúng.
• Hàm processPayroll chấp nhận một đối tượng kiểu Employee. Nhờ đa hình, chúng ta có thể truyền vào bất kỳ đối tượng nào (FullTimeEmployee hay PartTimeEmployee) và phương thức calculateSalary() sẽ tự động gọi phiên bản đúng của lớp con.

Khi nào sử dụng Interface và khi nào sử dụng Abstract Class?

Việc lựa chọn giữa interface và abstract class phụ thuộc vào ngữ cảnh và mục đích sử dụng:

Quyết định sử dụng:

• Sử dụng Interface khi:
  • Bạn muốn định nghĩa một tập hợp các phương thức mà nhiều lớp khác nhau (có thể không liên quan đến nhau trong hệ thống phân cấp kế thừa) phải thực hiện.
  • Bạn muốn buộc các lớp phải tuân thủ một "hợp đồng" nhất định về hành vi.
  • Bạn muốn có khả năng triển khai nhiều hành vi khác nhau trên cùng một lớp (do một lớp có thể implement nhiều interface).
• Sử dụng Abstract Class khi:
  • Bạn có một tập hợp các lớp có chung một số hành vi và thuộc tính, và bạn muốn cung cấp một triển khai mặc định cho một số phương thức đó.
  • Bạn muốn định nghĩa một lớp cha chung, nhưng không muốn cho phép lớp cha đó được khởi tạo trực tiếp.
  • Bạn muốn các lớp con phải triển khai một số phương thức cụ thể nhưng vẫn có thể chia sẻ các phương thức khác.

Kết luận

Đa hình là một khái niệm mạnh mẽ trong lập trình hướng đối tượng, cho phép chúng ta viết mã linh hoạt, dễ mở rộng và dễ bảo trì hơn. Trong PHP, việc triển khai đa hình thông qua Interface và Abstract Class là rất phổ biến và hiệu quả. Nắm vững cách sử dụng hai cơ chế này sẽ giúp bạn thiết kế các ứng dụng PHP mạnh mẽ và có cấu trúc tốt hơn, sẵn sàng cho những thay đổi và mở rộng trong tương lai.