PHP 中实现类型安全的泛型容器:DRY 原则与静态类型提示实践指南

PHP 中实现类型安全的泛型容器:DRY 原则与静态类型提示实践指南

本文介绍如何在 php 缺乏原生泛型支持的前提下,通过 psalm 等静态分析工具的模板注解(`@template`)模拟类型专用容器,兼顾代码复用性(dry)与方法签名的类型准确性,避免 lsp 违反风险。

在 PHP 开发中,我们常需构建多种语义明确、类型受限的“容器”类(如 CookieBag、CandyBag),以提升领域建模清晰度与 IDE 支持体验。但若采用继承方式强行覆盖 get()/set() 的参数与返回类型(如将 mixed 替换为 ?Cookie),虽看似直观,实则违反里氏替换原则(LSP):子类无法完全替代父类使用场景,导致依赖 BagInterface 的通用逻辑(如 GrandMa::giveCookie())在传入 CookieBag 时因类型契约不兼容而失效。

PHP 目前不支持原生泛型(如 GenericBag),因此不能像 C++ 模板或 TypeScript 泛型那样在编译期生成类型特化版本。但可通过静态分析友好型文档注解实现近似效果——核心是使用 @template 声明类型参数,并配合 @param T、@return T 等标注约束泛型行为。

以下是一个可落地的实践方案:

 */
    private array $bag = [];

    public function has(string $key): bool
    {
        return array_key_exists($key, $this->bag);
    }

    /**
     * @param string $key
     * @param T|null $fallback
     * @return T
     */
    public function get(string $key, $fallback = null)
    {
        return $this->has($key) ? $this->bag[$key] : $fallback;
    }

    /**
     * @param string $key
     * @param T $value
     * @return static
     */
    public function set(string $key, $value): self
    {
        $this->bag[$key] = $value;
        return $this;
    }

    /**
     * @param string $key
     * @return void
     */
    public function del(string $key): void
    {
        unset($this->bag[$key]);
    }

    /**
     * @return array
     */
    public function all(): array
    {
        return $this->bag;
    }

    /**
     * @param callable(mixed, string): bool $callback
     * @return array
     */
    public function filter(callable $callback): array
    {
        return array_filter($this->bag, $callback, ARRAY_FILTER_USE_BOTH);
    }
}

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  • @template T 声明该类支持一个泛型类型参数;
  • @var array 明确内部存储结构的键值类型关系;
  • 所有涉及值操作的方法均通过 @param T / @return T 绑定类型,确保 get() 返回值与 set() 输入值类型一致;
  • 使用 static 作为返回类型(而非 self)更准确表达“返回当前特化实例”,利于链式调用推导;
  • 注解语法兼容 PsalmPHPStan 及主流 IDE(如 PHPStorm),可在编码阶段获得类型检查与自动补全。

使用时,无需创建子类,直接实例化并借助类型注解声明语义:

 */
$cookieBag = new GenericBag();

/** @var GenericBag */
$candyBag = new GenericBag();

// ✅ 正确:类型匹配
$cookieBag->set('session', new Cookie());
$cookie = $cookieBag->get('session');

// ❌ Psalm/PHPStan 将报错:Expected Cookie, got Candy
// $cookieBag->set('bad', new Candy());

class GrandMa
{
    /**
     * @param GenericBag $bag
     */
    public function giveCookie(GenericBag $bag): void
    {
        $bag->set('gift', new Cookie()); // ✅ 类型安全调用
    }
}

⚠️ 注意事项:

  • 此方案不提供运行时类型强制,所有检查依赖静态分析工具。务必集成 Psalm 或 PHPStan 到 CI 流程中;
  • 避免在 GenericBag 内部对 T 做运行时类型判断(如 is_a($value, T::class)),因 T 仅为注解,PHP 解析器不可见;
  • 若需运行时类型保障(如防止非法写入),可结合构造器参数或工厂方法注入类型约束逻辑,但会牺牲部分简洁性;
  • 不推荐为每种类型创建继承子类(如 CookieBag extends GenericBag),这既破坏 DRY,又重蹈 LSP 覆辙。

总结而言,在 PHP 当前生态下,@template + 工具链支持是最务实的泛型模拟方案:它让抽象容器真正“一次编写、多处强类型复用”,在不增加运行时开销的前提下,显著提升大型项目的可维护性与协作效率。

https://www.php.cn/faq/2034095.html

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