本文提綱:
爲什麼我們寫的代碼都是if-else?
這樣的代碼有什麼缺點?
是否有優化的方法?如何重構?
異常邏輯處理型重構方法
狀態處理型重構方法
爲什麼我們寫的代碼都是if-else?
程序員想必都經歷過這樣的場景:剛開始自己寫的代碼很簡潔,邏輯清晰,函數精簡,沒有一個if-else,
可隨着代碼邏輯不斷完善和業務的瞬息萬變:比如需要對入參進行類型和值進行判斷;這裏要判斷下對象是否爲null;不同類型執行不同的流程。
落地到具體實現只能不停地加if-else來處理,漸漸地,代碼變得越來越龐大,函數越來越長,文件行數也迅速突破上千行,維護難度也越來越大,到後期基本達到一種難以維護的狀態。
雖然我們都很不情願寫出滿屏if-else的代碼,可邏輯上就是需要特殊判斷,很絕望,可也沒辦法避免啊。
其實回頭看看自己的代碼,寫if-else不外乎兩種場景:異常邏輯處理和不同狀態處理。
兩者最主要的區別是:異常邏輯處理說明只能一個分支是正常流程,而不同狀態處理都所有分支都是正常流程。
怎麼理解?舉個例子:
//舉例一:異常邏輯處理例子
Object obj = getObj();
if (obj != null) {
//do something
}else{
//do something
}
//舉例二:狀態處理例子
Object obj = getObj();
if (obj.getType == 1) {
//do something
}else if (obj.getType == 2) {
//do something
}else{
//do something
}
第一個例子`if (obj != null)`是異常處理,是代碼健壯性判斷,只有if裏面纔是正常的處理流程,`else`分支是出錯處理流程;
而第二個例子不管type等於1,2還是其他情況,都屬於業務的正常流程。對於這兩種情況重構的方法也不一樣。
代碼if-else代碼太多有什麼缺點?
缺點相當明顯了:
最大的問題是代碼邏輯複雜,維護性差,極容易引發bug。
如果使用if-else,說明if分支和else分支的重視是同等的,但大多數情況並非如此,容易引起誤解和理解困難。
是否有好的方法優化?如何重構?
方法肯定是有的。重構if-else時,心中無時無刻把握一個原則:
儘可能地維持正常流程代碼在最外層。
意思是說,可以寫if-else語句時一定要儘量保持主幹代碼是正常流程,避免嵌套過深。
實現的手段有:減少嵌套、移除臨時變量、條件取反判斷、合併條件表達式等。
下面舉幾個實例來講解這些重構方法:
異常邏輯處理型重構方法實例一:
重構前:
double disablityAmount(){
if(_seniority < 2)
return 0;
if(_monthsDisabled > 12)
return 0;
if(_isPartTime)
return 0;
//do somethig
}
重構後:
double disablityAmount(){
if(_seniority < 2 || _monthsDisabled > 12 || _isPartTime)
return 0;
//do somethig
}
這裏的重構手法叫合併條件表達式:如果有一系列條件測試都得到相同結果,將這些結果測試合併爲一個條件表達式。
這個重構手法簡單易懂,帶來的效果也非常明顯,能有效地較少if語句,減少代碼量邏輯上也更加易懂。
異常邏輯處理型重構方法實例二:
重構前:
double getPayAmount(){
double result;
if(_isDead) {
result = deadAmount();
}else{
if(_isSeparated){
result = separatedAmount();
}
else{
if(_isRetired){
result = retiredAmount();
else{
result = normalPayAmount();
}
}
}
return result;
重構後:
double getPayAmount(){
if(_isDead)
return deadAmount();
if(_isSeparated)
return separatedAmount();
if(_isRetired)
return retiredAmount();
return normalPayAmount();
}
怎麼樣?比對兩個版本,會發現重構後的版本邏輯清晰,簡潔易懂。
和重構前到底有什麼區別呢?
最大的區別是減少if-else嵌套。
可以看到,最初的版本if-else最深的嵌套有三層,看上去邏輯分支非常多,進到裏面基本都要被繞暈。其實,仔細想想嵌套內的if-else和最外層並沒有關聯性的,完全可以提取最頂層。
改爲平行關係,而非包含關係,if-else數量沒有變化,但是邏輯清晰明瞭,一目瞭然。
另一個重構點是廢除了`result`臨時變量,直接return返回。好處也顯而易見直接結束流程,縮短異常分支流程。原來的做法先賦值給result最後統一return,那麼對於最後return的值到底是那個函數返回的結果不明確,增加了一層理解難度。
總結重構的要點:如果if-else嵌套沒有關聯性,直接提取到第一層,一定要避免邏輯嵌套太深。儘量減少臨時變量改用return直接返回。
異常邏輯處理型重構方法實例三:
重構前:
public double getAdjustedCapital(){
double result = 0.0;
if(_capital > 0.0 ){
if(_intRate > 0 && _duration >0){
resutl = (_income / _duration) *ADJ_FACTOR;
}
}
return result;
}
第一步,運用第一招:減少嵌套和移除臨時變量:
public double getAdjustedCapital(){
if(_capital <= 0.0 ){
return 0.0;
}
if(_intRate > 0 && _duration >0){
return (_income / _duration) *ADJ_FACTOR;
}
return 0.0;
}
這樣重構後,還不夠,因爲主要的語句`(_income / _duration) *ADJ_FACTOR;`在if內部,並非在最外層,根據優化原則(儘可能地維持正常流程代碼在最外層),可以再繼續重構:
public double getAdjustedCapital(){
if(_capital <= 0.0 ){
return 0.0;
}
if(_intRate <= 0 || _duration <= 0){
return 0.0;
}
return (_income / _duration) *ADJ_FACTOR;
}
這纔是好的代碼風格,邏輯清晰,一目瞭然,沒有if-else嵌套難以理解的流程。
這裏用到的重構方法是:將條件反轉使異常情況先退出,讓正常流程維持在主幹流程。
異常邏輯處理型重構方法實例四:
重構前:
/* 查找年齡大於18歲且爲男性的學生列表 */
public ArrayList<Student> getStudents(int uid){
ArrayList<Student> result = new ArrayList<Student>();
Student stu = getStudentByUid(uid);
if (stu != null) {
Teacher teacher = stu.getTeacher();
if(teacher != null){
ArrayList<Student> students = teacher.getStudents();
if(students != null){
for(Student student : students){
if(student.getAge() > = 18 && student.getGender() == MALE){
result.add(student);
}
}
}else {
logger.error("獲取學生列表失敗");
}
}else {
logger.error("獲取老師信息失敗");
}
} else {
logger.error("獲取學生信息失敗");
}
return result;
}
典型的"箭頭型"代碼,最大的問題是嵌套過深,解決方法是異常條件先退出,保持主幹流程是核心流程:
重構後:
/* 查找年齡大於18歲且爲男性的學生列表 */
public ArrayList<Student> getStudents(int uid){
ArrayList<Student> result = new ArrayList<Student>();
Student stu = getStudentByUid(uid);
if (stu == null) {
logger.error("獲取學生信息失敗");
return result;
}
Teacher teacher = stu.getTeacher();
if(teacher == null){
logger.error("獲取老師信息失敗");
return result;
}
ArrayList<Student> students = teacher.getStudents();
if(students == null){
logger.error("獲取學生列表失敗");
return result;
}
for(Student student : students){
if(student.getAge() > 18 && student.getGender() == MALE){
result.add(student);
}
}
return result;
}
狀態處理型重構方法實例一
重構前:
double getPayAmount(){
Object obj = getObj();
double money = 0;
if (obj.getType == 1) {
ObjectA objA = obj.getObjectA();
money = objA.getMoney()*obj.getNormalMoneryA();
}
else if (obj.getType == 2) {
ObjectB objB = obj.getObjectB();
money = objB.getMoney()*obj.getNormalMoneryB()+1000;
}
}
重構後:
double getPayAmount(){
Object obj = getObj();
if (obj.getType == 1) {
return getType1Money(obj);
}
else if (obj.getType == 2) {
return getType2Money(obj);
}
}
double getType1Money(Object obj){
ObjectA objA = obj.getObjectA();
return objA.getMoney()*obj.getNormalMoneryA();
}
double getType2Money(Object obj){
ObjectB objB = obj.getObjectB();
return objB.getMoney()*obj.getNormalMoneryB()+1000;
}
這裏使用的重構方法是:把if-else內的代碼都封裝成一個公共函數。函數的好處是屏蔽內部實現,縮短if-else分支的代碼。代碼結構和邏輯上清晰,能一下看出來每一個條件內做的功能。
狀態處理型重構方法實例二
針對狀態處理的代碼,一種優雅的做法是用多態取代條件表達式(《重構》推薦做法)。
你手上有個條件表達式,它根據對象類型的不同而選擇不同的行爲。將這個表達式的每個分支放進一個子類內的覆寫函數中,然後將原始函數聲明爲抽象函數。
重構前:
double getSpeed(){
switch(_type){
case EUROPEAN:
return getBaseSpeed();
case AFRICAN:
return getBaseSpeed()-getLoadFactor()*_numberOfCoconuts;
case NORWEGIAN_BLUE:
return (_isNailed)?0:getBaseSpeed(_voltage);
}
}
重構後:
class Bird{
abstract double getSpeed();
}
class European extends Bird{
double getSpeed(){
return getBaseSpeed();
}
}
class African extends Bird{
double getSpeed(){
return getBaseSpeed()-getLoadFactor()*_numberOfCoconuts;
}
}
class NorwegianBlue extends Bird{
double getSpeed(){
return (_isNailed)?0:getBaseSpeed(_voltage);
}
}
可以看到,使用多態後直接沒有了if-else,但使用多態對原來代碼修改過大,需要一番功夫纔行。最好在設計之初就使用多態方式。
總結
if-else代碼是每一個程序員最容易寫出的代碼,同時也是最容易被寫爛的代碼,稍不注意,就產生一堆難以維護和邏輯混亂的代碼。
針對條件型代碼重構把握一個原則:
儘可能地維持正常流程代碼在最外層,保持主幹流程是正常核心流程。
爲維持這個原則:合併條件表達式可以有效地減少if語句數目;減少嵌套能減少深層次邏輯;
異常條件先退出自然而然主幹流程就是正常流程。
針對狀態處理型重構方法有兩種:一種是把不同狀態的操作封裝成函數,簡短if-else內代碼行數;另一種是利用面向對象多態特性直接幹掉了條件判斷。