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6 個實體詳解如何把 if-else 代碼重構成高質量代碼

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精品專欄

 

文章 如何 “幹掉” if…else 中大部分都是理論知識,並沒有什麼案例,這篇文章使用 6 個實體對 if…else 進行深入分析,6 個實體掌握 if..else 重構核心方法。

為什麼我們寫的代碼都是if-else?

程式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,函式精簡,沒有一個if-else,

可隨著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型別和值進行判斷;這裡要判斷下物件是否為null;不同型別執行不同的流程。

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,函式越來越長,檔案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

  2. Object obj = getObj();

  3. if (obj != null) {

  4.    //do something

  5. }else{

  6.    //do something

  7. }

  8. //舉例二:狀態處理例子

  9. Object obj = getObj();

  10. if (obj.getType == 1) {

  11.    //do something

  12. }else if (obj.getType == 2) {

  13.    //do something

  14. }else{

  15.    //do something

  16. }

第一個例子 if(obj!=null) 是異常處理,是代碼健壯性判斷,只有 if 裡面才是正常的處理流程, 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:

  1. 最大的問題是代碼邏輯複雜,維護性差,極容易引發 bug。

  2. 如果使用 if-els e,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:

盡可能地維持正常流程代碼在最外層。

意思是說,可以寫 if-else 陳述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、移除臨時變數、條件取反判斷、合併條件運算式等。

下麵舉幾個實體來講解這些重構方法:

異常邏輯處理型重構方法實體一

重構前:

  1. double disablityAmount(){

  2.    if(_seniority < 2)

  3.        return 0;

  4.    if(_monthsDisabled > 12)

  5.        return 0;

  6.    if(_isPartTime)

  7.        return 0;

  8.    //do somethig

  9. }

重構後:

  1. double disablityAmount(){

  2.    if(_seniority < 2 || _monthsDisabled > 12 || _isPartTime)

  3.        return 0;

  4.    //do somethig

  5. }

這裡的重構手法叫合併條件運算式: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為一個條件運算式。

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陳述句,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體二

重構前:

  1. double 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;

重構後:

  1. double getPayAmount(){

  2.    if(_isDead)

  3.        return deadAmount();

  4.    if(_isSeparated)

  5.        return separatedAmount();

  6.    if(_isRetired)

  7.        return retiredAmount();

  8.    return normalPayAmount();

  9. }

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,進到裡面基本都要被繞暈。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。

改為平行關係,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 臨時變數,直接 return 傳回。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 的值到底是那個函式傳回的結果不明確,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。儘量減少臨時變數改用return直接傳回。

異常邏輯處理型重構方法實體三

重構前:

  1. public 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數

  1. public 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,因為主要的陳述句 _(_income/_duration)*ADJ_FACTOR;_在 if 內部,並非在最外層,根據優化原則(盡可能地維持正常流程代碼在最外層),可以再繼續重構:

  1. public double getAdjustedCapital(){

  2.    if(_capital <= 0.0 ){

  3.        return 0.0;

  4.    }

  5.    if(_intRate <= 0 || _duration <= 0){

  6.        return 0.0;

  7.    }

  8.    return (_income / _duration) *ADJ_FACTOR;

  9. }

這才是好的代碼風格,邏輯清晰,一目瞭然,沒有 if-else 嵌套難以理解的流程。

這裡用到的重構方法是: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體四

重構前:

  1.   /* 查找年齡大於18歲且為男性的學生串列 */

  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("獲取學生串列失敗");

  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歲且為男性的學生串列 */

  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.        Teacher teacher = stu.getTeacher();

  10.        if(teacher == null){

  11.            logger.error("獲取老師信息失敗");

  12.            return result;

  13.        }

  14.        ArrayList<Student> students = teacher.getStudents();

  15.        if(students == null){

  16.            logger.error("獲取學生串列失敗");

  17.            return result;

  18.        }

  19.        for(Student student : students){

  20.            if(student.getAge() > 18 && student.getGender() == MALE){

  21.                result.add(student);

  22.            }

  23.        }

  24.        return result;

  25.    }

狀態處理型重構方法實體五

重構前

  1. double 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:

  1. double 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. double getType1Money(Object obj){

  11.    ObjectA objA = obj.getObjectA();

  12.    return objA.getMoney()*obj.getNormalMoneryA();

  13. }

  14. double getType2Money(Object obj){

  15.    ObjectB objB = obj.getObjectB();

  16.    return objB.getMoney()*obj.getNormalMoneryB()+1000;

  17. }

這裡使用的重構方法是:把 if-else 內的代碼都封裝成一個公共函式。函式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體六

針對狀態處理的代碼,一種優雅的做法是用多型取代條件運算式(《重構》推薦做法)

你手上有個條件運算式,它根據物件型別的不同而選擇不同的行為。將這個運算式的每個分支放進一個子類內的覆寫函式中,然後將原始函式宣告為抽象函式。

重構前:

  1. double 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:

  1. class Bird{

  2.    abstract double getSpeed();

  3. }

  4. class European extends Bird{

  5.    double getSpeed(){

  6.        return getBaseSpeed();

  7.    }

  8. }

  9. class African extends Bird{

  10.    double getSpeed(){

  11.        return getBaseSpeed()-getLoadFactor()*_numberOfCoconuts;

  12.    }

  13. }

  14. class NorwegianBlue extends Bird{

  15.    double getSpeed(){

  16.        return (_isNailed)?0:getBaseSpeed(_voltage);

  17.    }

  18. }

可以看到,使用多型後直接沒有了 if-else,但使用多型對原來代碼修改過大,需要一番功夫才行。最好在設計之初就使用多型方式。


總結

if-else 代碼是每一個程式員最容易寫出的代碼,同時也是最容易被寫爛的代碼,稍不註意,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:

盡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。

為維持這個原則:合併條件運算式可以有效地減少if陳述句數目;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式,簡短if-else內代碼行數;另一種是利用面向物件多型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!!

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如何 “幹掉” if...else

END

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