6个实例详解如何把if-else代码重构成高质量代码

Bertha 。 2023-03-04 08:23 5阅读 0赞

## 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
    Object obj = getObj();
    if (obj != null) {
        //do something
    }else{
        //do something
    }
     
    //举例二：状态处理例子
    Object obj = getObj();
    if (obj.getType == 1) {
        //do something
    }else if (obj.getType == 2) {
        //do something
    }else{
        //do something
    }

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：

double disablityAmount(){
        if(_seniority < 2) 
            return 0;
     
        if(_monthsDisabled > 12)
            return 0;
     
        if(_isPartTime)
            return 0;
     
        //do somethig
     
    }

重构后：

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

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：

double getPayAmount(){
        double result;
        if(_isDead) {
            result = deadAmount();
        }else{
            if(_isSeparated){
                result = separatedAmount();
            }
            else{
                if(_isRetired){
                    result = retiredAmount();
                else{
                    result = normalPayAmount();
                }
            }
        }
        return result;

重构后：

double getPayAmount(){
        if(_isDead) 
            return deadAmount();
     
        if(_isSeparated)
            return separatedAmount();
     
        if(_isRetired)
            return retiredAmount();
     
        return normalPayAmount();
    }

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：

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，运用第一招:减少嵌套和移除临时变量：

public double getAdjustedCapital(){
        if(_capital <= 0.0 ){
            return 0.0;
        }
        if(_intRate > 0 && _duration >0){
            return (_income / _duration) *ADJ_FACTOR;
        }
        return 0.0;
    }

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：

public double getAdjustedCapital(){
        if(_capital <= 0.0 ){
            return 0.0;
        }
        if(_intRate <= 0 || _duration <= 0){
            return 0.0;
        }
     
        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 */
        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("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");
            }
            return result;
        }

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 */
        public ArrayList<Student> getStudents(int uid){
            ArrayList<Student> result = new ArrayList<Student>();
            Student stu = getStudentByUid(uid);
            if (stu == null) {
                logger.error("获取学生信息失败");
                return result;
            }
     
            Teacher teacher = stu.getTeacher();
            if(teacher == null){
                logger.error("获取老师信息失败");
                return result;
            }
     
            ArrayList<Student> students = teacher.getStudents();
            if(students == null){
                logger.error("获取学生列表失败");
                return result;
            }
     
            for(Student student : students){
                if(student.getAge() > 18 && student.getGender() == MALE){
                    result.add(student);
                }
            }
            return result;
        }

## 状态处理型重构方法实例一 ##

重构前：

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;
        }
    }

重构后：

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;
    }

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：

double getSpeed(){
        switch(_type){
            case EUROPEAN:
                return getBaseSpeed();
            case AFRICAN:
                return getBaseSpeed()-getLoadFactor()*_numberOfCoconuts;
            case NORWEGIAN_BLUE:
                return (_isNailed)?0:getBaseSpeed(_voltage);
        }
    }

重构后：

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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