PHP不可变类构建技巧分享

本篇文章主要是结合我之前面试的各种经历和实战开发中遇到的问题解决经验整理的，希望这篇《PHP 中实现不可变构建器类的技巧》对你有很大帮助！欢迎收藏，分享给更多的需要的朋友学习~

本文探讨 PHP 中构建器模式与不可变性的本质矛盾，指出纯不可变构建器在实践中不可行，并提供兼顾可读性、灵活性与合理不变性的实用方案——通过返回新实例而非修改自身来实现逻辑不可变。

在面向对象设计中，“构建器模式”（Builder Pattern）常用于简化复杂对象的创建过程，尤其适用于参数众多、部分可选的场景；而“不可变性”（Immutability）则强调对象一旦构造完成，其状态便不可更改。乍看之下，二者目标冲突：构建器需逐步设置属性，而不可变对象禁止任何状态变更。

但关键在于——不可变性应作用于最终产物，而非构建过程本身。真正的不可变构建器并非要求 Builder 实例自身不可变（这会使其无法链式调用），而是确保每次调用如 withName() 或 withId() 都返回一个全新的、状态确定的新构建器实例，原实例保持不变。这才是符合语义的“逻辑不可变”（value-level immutability）。

✅ 正确实现：值语义 + 不可变副本

自 PHP 8.2 起，readonly 属性配合构造器参数提升（constructor property promotion）和只读数组支持，使该模式变得简洁可靠：

<?php

final class UserBuilder
{
    public function __construct(
        private readonly string $name = '',
        private readonly int $id = 0,
        private readonly ?string $email = null,
        private readonly array $roles = [],
    ) {}

    public function withName(string $name): self
    {
        return new self($name, $this->id, $this->email, $this->roles);
    }

    public function withId(int $id): self
    {
        return new self($this->name, $id, $this->email, $this->roles);
    }

    public function withEmail(?string $email): self
    {
        return new self($this->name, $this->id, $email, $this->roles);
    }

    public function withRole(string $role): self
    {
        $roles = [...$this->roles, $role];
        return new self($this->name, $this->id, $this->email, $roles);
    }

    public function build(): array
    {
        return [
            'name' => $this->name,
            'id' => $this->id,
            'email' => $this->email,
            'roles' => $this->roles,
        ];
    }
}

// 使用示例：全程无副作用，每次调用都产生新实例
$user = (new UserBuilder())
    ->withName('Alice')
    ->withId(42)
    ->withEmail('alice@example.com')
    ->withRole('user')
    ->withRole('admin')
    ->build();

print_r($user);
// 输出：
// Array (
//   [name] => Alice
//   [id] => 42
//   [email] => alice@example.com
//   [roles] => Array ([0] => user, [1] => admin)
// )

⚠️ 注意事项与权衡

• 性能考量：频繁克隆对象会产生额外内存开销。对高性能敏感场景（如高频循环构建），可权衡是否采用“半不可变”策略（如仅保证 build() 后不可变，构建中允许内部可变，但对外不暴露修改接口）。
• 深拷贝陷阱：若属性含嵌套对象或资源（如 DateTime、Closure），需手动处理深拷贝逻辑，否则仍可能意外共享状态。
• 类型安全增强：结合 PHP 8.3+ 的 enum 和 readonly 类，或使用静态分析工具（如 PHPStan）校验构建路径，可进一步强化契约保障。
• 不必强求绝对不可变：正如答案所强调——理论是为理解服务，而非枷锁。若构建器仅作为临时工具、生命周期极短且不被共享，适度的内部可变性（如你第一个示例）完全可接受，且更直观高效。

✅ 总结

• 真正的“不可变构建器”，核心是方法调用不改变当前实例，而是返回新实例；
• 利用 readonly 属性 + 构造器参数 + 显式 new self(...) 是 PHP 当前最清晰、最安全的实现方式；
• 不必因追求理论完美而牺牲可维护性；明确构建器的职责边界（它只是通往不可变值的桥梁），比纠结其自身是否“100% 不可变”更有实践价值。

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