代碼if-else優化

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：

1//舉例一：異常邏輯處理例子
 2Object obj = getObj();
 3if (obj != null) {
 4    //do something
 5}else
 6    //do something
 7}
 8
 9//舉例二：狀態處理例子
10Object obj = getObj();
11if (obj.getType == 1) {
12    //do something
13}else if (obj.getType == 2) {
14    //do something
15}else{
16    //do something
17}

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：

1double disablityAmount(){
 2    if(_seniority < 2)
 3        return 0;
 4
 5    if(_monthsDisabled > 12)
 6        return 0;
 7
 8    if(_isPartTime)
 9        return 0;
10
11    //do somethig
12}

重構後：

1double disablityAmount(){
2    if(_seniority < 2 || _monthsDisabled > 12 || _isPartTime)
3        return 0;
4
5    //do somethig
6}

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：

1double getPayAmount(){
 2    double result;
 3    if(_isDead) {
 4        result = deadAmount();
 5    }else{
 6        if(_isSeparated){
 7            result = separatedAmount();
 8        }
 9        else{
10            if(_isRetired){
11                result = retiredAmount();
12            else{
13                result = normalPayAmount();
14            }
15        }
16    }
17    return result;
18}

重構後：

1double getPayAmount(){
 2    if(_isDead)
 3        return deadAmount();
 4
 5    if(_isSeparated)
 6        return separatedAmount();
 7
 8    if(_isRetired)
 9        return retiredAmount();
1011    return normalPayAmount();
12}

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：

1public double getAdjustedCapital(){
2    double result = 0.0;
3    if(_capital > 0.0 ){
4        if(_intRate > 0 && _duration >0){
5            resutl = (_income / _duration) *ADJ_FACTOR;
6        }
7    }
8    return result;
9}

第一步，運用第一招，減少嵌套和移除臨時變量：

1public double getAdjustedCapital(){
2    if(_capital <= 0.0 ){
3        return 0.0;
4    }
5    if(_intRate > 0 && _duration >0){
6        return (_income / _duration) *ADJ_FACTOR;
7    }
8    return 0.0;
9}

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：

1public double getAdjustedCapital(){
 2    if(_capital <= 0.0 ){
 3        return 0.0;
 4    }
 5    if(_intRate <= 0 || _duration <= 0){
 6        return 0.0;
 7    }
 8
 9    return (_income / _duration) *ADJ_FACTOR;
10}

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：

1   /* 查找年齡大於18歲且爲男性的學生列表 */
 2    public ArrayList<Student> getStudents(int uid){
 3        ArrayList<Student> result = new ArrayList<Student>();
 4        Student stu = getStudentByUid(uid);
 5        if (stu != null) {
 6            Teacher teacher = stu.getTeacher();
 7            if(teacher != null){
 8                ArrayList<Student> students = teacher.getStudents();
 9                if(students != null){
10                    for(Student student : students){
11                        if(student.getAge() > = 18 && student.getGender() == MALE){
12                            result.add(student);
13                        }
14                    }
15                }else {
16                    logger.error("獲取學生列表失敗");
17                }
18            }else {
19                logger.error("獲取老師信息失敗");
20            }
21        } else {
22            logger.error("獲取學生信息失敗");
23        }
24        return result;
25    }

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：

1   /* 查找年齡大於18歲且爲男性的學生列表 */
 2    public ArrayList<Student> getStudents(int uid){
 3        ArrayList<Student> result = new ArrayList<Student>();
 4        Student stu = getStudentByUid(uid);
 5        if (stu == null) {
 6            logger.error("獲取學生信息失敗");
 7            return result;
 8        }
 9
10        Teacher teacher = stu.getTeacher();
11        if(teacher == null){
12            logger.error("獲取老師信息失敗");
13            return result;
14        }
15
16        ArrayList<Student> students = teacher.getStudents();
17        if(students == null){
18            logger.error("獲取學生列表失敗");
19            return result;
20        }
21
22        for(Student student : students){
23            if(student.getAge() > 18 && student.getGender() == MALE){
24                result.add(student);
25            }
26        }
27        return result;
28    }

狀態處理型重構方法實例一

重構前：

1double getPayAmount(){
 2    Object obj = getObj();
 3    double money = 0;
 4    if (obj.getType == 1) {
 5        ObjectA objA = obj.getObjectA();
 6        money = objA.getMoney()*obj.getNormalMoneryA();
 7    }
 8    else if (obj.getType == 2) {
 9        ObjectB objB = obj.getObjectB();
10        money = objB.getMoney()*obj.getNormalMoneryB()+1000;
11    }
12}

重構後：

1double getPayAmount(){
 2    Object obj = getObj();
 3    if (obj.getType == 1) {
 4        return getType1Money(obj);
 5    }
 6    else if (obj.getType == 2) {
 7        return getType2Money(obj);
 8    }
 9}
10
11double getType1Money(Object obj){
12    ObjectA objA = obj.getObjectA();
13    return objA.getMoney()*obj.getNormalMoneryA();
14}
15
16double getType2Money(Object obj){
17    ObjectB objB = obj.getObjectB();
18    return objB.getMoney()*obj.getNormalMoneryB()+1000;
19}

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：

1double getSpeed(){
 2    switch(_type){
 3        case EUROPEAN:
 4            return getBaseSpeed();
 5        case AFRICAN:
 6            return getBaseSpeed()-getLoadFactor()*_numberOfCoconuts;
 7        case NORWEGIAN_BLUE:
 8            return (_isNailed)?0:getBaseSpeed(_voltage);
 9    }
10}

重構後：

1class Bird{
 2    abstract double getSpeed();
 3}
 4
 5class European extends Bird{
 6    double getSpeed(){
 7        return getBaseSpeed();
 8    }
 9}
10
11class African extends Bird{
12    double getSpeed(){
13        return getBaseSpeed()-getLoadFactor()*_numberOfCoconuts;
14    }
15}
16
17class NorwegianBlue extends Bird{
18    double getSpeed(){
19        return (_isNailed)?0:getBaseSpeed(_voltage);
20    }
21}

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。

現在回頭看看自己的代碼，犯了哪些典型錯誤，趕緊運用這些重構方法重構代碼吧！！