详解如何把Java中if-else代码重构成高质量代码
为什么我们写的代码都是if-else?
程序员想必都经历过这样的场景:刚开始自己写的代码很简洁,逻辑清晰,函数精简,没有一个if-else,
可随着代码逻辑不断完善和业务的瞬息万变:比如需要对入参进行类型和值进行判断;这里要判断下对象是否为null;不同类型执行不同的流程。
落地到具体实现只能不停地加if-else来处理,渐渐地,代码变得越来越庞大,函数越来越长,文件行数也迅速突破上千行,维护难度也越来越大,到后期基本达到一种难以维护的状态。
虽然我们都很不情愿写出满屏if-else的代码,可逻辑上就是需要特殊判断,很绝望,可也没办法避免啊。
其实回头看看自己的代码,写if-else不外乎两种场景:异常逻辑处理和不同状态处理。
两者最主要的区别是:异常逻辑处理说明只能一个分支是正常流程,而不同状态处理都所有分支都是正常流程。
怎么理解?举个例子:
//举例一:异常逻辑处理例子 Objectobj=getObj(); if(obj!=null){ //dosomething }else{ //dosomething } //举例二:状态处理例子 Objectobj=getObj(); if(obj.getType==1){ //dosomething }elseif(obj.getType==2){ //dosomething }else{ //dosomething }
第一个例子`if(obj!=null)`是异常处理,是代码健壮性判断,只有if里面才是正常的处理流程,`else`分支是出错处理流程;
而第二个例子不管type等于1,2还是其他情况,都属于业务的正常流程。对于这两种情况重构的方法也不一样。
代码if-else代码太多有什么缺点?
缺点相当明显了:
1.最大的问题是代码逻辑复杂,维护性差,极容易引发bug。
2.如果使用if-else,说明if分支和else分支的重视是同等的,但大多数情况并非如此,容易引起误解和理解困难。
是否有好的方法优化?如何重构?
方法肯定是有的。重构if-else时,心中无时无刻把握一个原则:
尽可能地维持正常流程代码在最外层。
意思是说,可以写if-else语句时一定要尽量保持主干代码是正常流程,避免嵌套过深。
实现的手段有:减少嵌套、移除临时变量、条件取反判断、合并条件表达式等。
下面举几个实例来讲解这些重构方法:
异常逻辑处理型重构方法实例一:
重构前:
doubledisablityAmount(){ if(_seniority<2) return0; if(_monthsDisabled>12) return0; if(_isPartTime) return0; //dosomethig }
重构后:
doubledisablityAmount(){ if(_seniority<2||_monthsDisabled>12||_isPartTime) return0; //dosomethig }
这里的重构手法叫合并条件表达式:如果有一系列条件测试都得到相同结果,将这些结果测试合并为一个条件表达式。
这个重构手法简单易懂,带来的效果也非常明显,能有效地较少if语句,减少代码量逻辑上也更加易懂。
异常逻辑处理型重构方法实例二:
重构前:
doublegetPayAmount(){ doubleresult; if(_isDead){ result=deadAmount(); }else{ if(_isSeparated){ result=separatedAmount(); } else{ if(_isRetired){ result=retiredAmount(); else{ result=normalPayAmount(); } } } returnresult;
重构后:
doublegetPayAmount(){ if(_isDead) returndeadAmount(); if(_isSeparated) returnseparatedAmount(); if(_isRetired) returnretiredAmount(); returnnormalPayAmount(); }
怎么样?比对两个版本,会发现重构后的版本逻辑清晰,简洁易懂。
和重构前到底有什么区别呢?
最大的区别是减少if-else嵌套。
可以看到,最初的版本if-else最深的嵌套有三层,看上去逻辑分支非常多,进到里面基本都要被绕晕。其实,仔细想想嵌套内的if-else和最外层并没有关联性的,完全可以提取最顶层。
改为平行关系,而非包含关系,if-else数量没有变化,但是逻辑清晰明了,一目了然。
另一个重构点是废除了`result`临时变量,直接return返回。好处也显而易见直接结束流程,缩短异常分支流程。原来的做法先赋值给result最后统一return,那么对于最后return的值到底是那个函数返回的结果不明确,增加了一层理解难度。
总结重构的要点:如果if-else嵌套没有关联性,直接提取到第一层,一定要避免逻辑嵌套太深。尽量减少临时变量改用return直接返回。
异常逻辑处理型重构方法实例三:
重构前:
publicdoublegetAdjustedCapital(){ doubleresult=0.0; if(_capital>0.0){ if(_intRate>0&&_duration>0){ resutl=(_income/_duration)*ADJ_FACTOR; } } returnresult; }
第一步,运用第一招:减少嵌套和移除临时变量:
publicdoublegetAdjustedCapital(){ if(_capital<=0.0){ return0.0; } if(_intRate>0&&_duration>0){ return(_income/_duration)*ADJ_FACTOR; } return0.0; }
这样重构后,还不够,因为主要的语句`(_income/_duration)*ADJ_FACTOR;`在if内部,并非在最外层,根据优化原则(尽可能地维持正常流程代码在最外层),可以再继续重构:
publicdoublegetAdjustedCapital(){ if(_capital<=0.0){ return0.0; } if(_intRate<=0||_duration<=0){ return0.0; } return(_income/_duration)*ADJ_FACTOR; }
这才是好的代码风格,逻辑清晰,一目了然,没有if-else嵌套难以理解的流程。
这里用到的重构方法是:将条件反转使异常情况先退出,让正常流程维持在主干流程。
异常逻辑处理型重构方法实例四:
重构前:
/*查找年龄大于18岁且为男性的学生列表*/ publicArrayListgetStudents(intuid){ ArrayList result=newArrayList (); Studentstu=getStudentByUid(uid); if(stu!=null){ Teacherteacher=stu.getTeacher(); if(teacher!=null){ ArrayList students=teacher.getStudents(); if(students!=null){ for(Studentstudent:students){ if(student.getAge()>=18&&student.getGender()==MALE){ result.add(student); } } }else{ logger.error("获取学生列表失败"); } }else{ logger.error("获取老师信息失败"); } }else{ logger.error("获取学生信息失败"); } returnresult; }
典型的"箭头型"代码,最大的问题是嵌套过深,解决方法是异常条件先退出,保持主干流程是核心流程:
重构后:
/*查找年龄大于18岁且为男性的学生列表*/ publicArrayListgetStudents(intuid){ ArrayList result=newArrayList (); Studentstu=getStudentByUid(uid); if(stu==null){ logger.error("获取学生信息失败"); returnresult; } Teacherteacher=stu.getTeacher(); if(teacher==null){ logger.error("获取老师信息失败"); returnresult; } ArrayList students=teacher.getStudents(); if(students==null){ logger.error("获取学生列表失败"); returnresult; } for(Studentstudent:students){ if(student.getAge()>18&&student.getGender()==MALE){ result.add(student); } } returnresult; }
状态处理型重构方法实例一
重构前:
doublegetPayAmount(){ Objectobj=getObj(); doublemoney=0; if(obj.getType==1){ ObjectAobjA=obj.getObjectA(); money=objA.getMoney()*obj.getNormalMoneryA(); } elseif(obj.getType==2){ ObjectBobjB=obj.getObjectB(); money=objB.getMoney()*obj.getNormalMoneryB()+1000; } }
重构后:
doublegetPayAmount(){ Objectobj=getObj(); if(obj.getType==1){ returngetType1Money(obj); } elseif(obj.getType==2){ returngetType2Money(obj); } } doublegetType1Money(Objectobj){ ObjectAobjA=obj.getObjectA(); returnobjA.getMoney()*obj.getNormalMoneryA(); } doublegetType2Money(Objectobj){ ObjectBobjB=obj.getObjectB(); returnobjB.getMoney()*obj.getNormalMoneryB()+1000; }
这里使用的重构方法是:把if-else内的代码都封装成一个公共函数。函数的好处是屏蔽内部实现,缩短if-else分支的代码。代码结构和逻辑上清晰,能一下看出来每一个条件内做的功能。
状态处理型重构方法实例二
针对状态处理的代码,一种优雅的做法是用多态取代条件表达式(《重构》推荐做法)。
你手上有个条件表达式,它根据对象类型的不同而选择不同的行为。将这个表达式的每个分支放进一个子类内的覆写函数中,然后将原始函数声明为抽象函数。
重构前:
doublegetSpeed(){ switch(_type){ caseEUROPEAN: returngetBaseSpeed(); caseAFRICAN: returngetBaseSpeed()-getLoadFactor()*_numberOfCoconuts; caseNORWEGIAN_BLUE: return(_isNailed)?0:getBaseSpeed(_voltage); } }
重构后:
classBird{ abstractdoublegetSpeed(); } classEuropeanextendsBird{ doublegetSpeed(){ returngetBaseSpeed(); } } classAfricanextendsBird{ doublegetSpeed(){ returngetBaseSpeed()-getLoadFactor()*_numberOfCoconuts; } } classNorwegianBlueextendsBird{ doublegetSpeed(){ return(_isNailed)?0:getBaseSpeed(_voltage); } }
可以看到,使用多态后直接没有了if-else,但使用多态对原来代码修改过大,需要一番功夫才行。最好在设计之初就使用多态方式。
总结
if-else代码是每一个程序员最容易写出的代码,同时也是最容易被写烂的代码,稍不注意,就产生一堆难以维护和逻辑混乱的代码。
针对条件型代码重构把握一个原则:
尽可能地维持正常流程代码在最外层,保持主干流程是正常核心流程。
为维持这个原则:合并条件表达式可以有效地减少if语句数目;减少嵌套能减少深层次逻辑;
异常条件先退出自然而然主干流程就是正常流程。
针对状态处理型重构方法有两种:一种是把不同状态的操作封装成函数,简短if-else内代码行数;另一种是利用面向对象多态特性直接干掉了条件判断。
现在回头看看自己的代码,犯了哪些典型错误,赶紧运用这些重构方法重构代码吧!!
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