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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:

 1//举例一:异常逻辑处理例子
2Object obj = getObj();
3if (obj != null) {
4 //do something
5}else{
6 //do something
7}
8
9//举例二:状态处理例子
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:最大的问题是代码逻辑复杂,维护性差,极容易引发 bug。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:

 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}

重构后:

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

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:

 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}

重构后:

 1double getPayAmount(){
2 if(_isDead)
3 return deadAmount();
4
5 if(_isSeparated)
6 return separatedAmount();
7
8 if(_isRetired)
9 return retiredAmount();
10
11 return normalPayAmount();
12}

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:

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,运用第一招,减少嵌套和移除临时变量:

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}

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:

 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}

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:

 1   /* 查找年龄大于18岁且为男性的学生列表 */
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("获取学生列表失败");
17 }
18 }else {
19 logger.error("获取老师信息失败");
20 }
21 } else {
22 logger.error("获取学生信息失败");
23 }
24 return result;
25 }

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:

 1   /* 查找年龄大于18岁且为男性的学生列表 */
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("获取学生信息失败");
7 return result;
8 }
9
10 Teacher teacher = stu.getTeacher();
11 if(teacher == null){
12 logger.error("获取老师信息失败");
13 return result;
14 }
15
16 ArrayList<Student> students = teacher.getStudents();
17 if(students == null){
18 logger.error("获取学生列表失败");
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 }

状态处理型重构方法实例一

重构前:

 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}

重构后:

 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}

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:

 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}

重构后:

 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!!

文章目录
  1. 1. 为什么我们写的代码都是 if-else?
  2. 2. 异常逻辑处理型重构方法实例一
  3. 3. 异常逻辑处理型重构方法实例二
  4. 4. 异常逻辑处理型重构方法实例三
  5. 5. 异常逻辑处理型重构方法实例四
  6. 6. 状态处理型重构方法实例一
  7. 7. 状态处理型重构方法实例二
  8. 8. 总结