烂怂if-else代码优化方案 | 京东云技术团队

小咪咪 2023-10-11 23:39 2阅读 0赞

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## 0.问题概述 ##

代码可读性是衡量代码质量的重要标准，可读性也是可维护性、可扩展性的保证，因为代码是连接程序员和机器的中间桥梁，要对双边友好。Quora 上有一个帖子： “What are some of the most basic things every programmer should know?”

其中：

*  Code that’s hard to understand is hard to maintain.
 *  Code that’s hard to maintain is next to useless.

也强调了"easy understand"代码的重要性。

写这篇文章的契机是在研读Apache ShenYu项目时，看到了很大一坨的if else语句，如下：

![format_png 1][]

这里并非评论这段代码写法有问题，因为我还并没有深入到项目细节之中，可能这已经是多轮优化的结果嘞。

但是这个多层if else的形式引发了我的思考，因为我也曾在项目代码中引入过如此繁重的if else结构，并在Code Review中被指出了问题。从那以后，我对if else的最大容忍层数就是三层。

我把大量if else的场景按照深度和广度两个维度划分为两种情况：

*  嵌套层级过深
 *  平铺范围太广

下面就讨论一下，当代码中存在大量这样结构的代码的时候，该如何优化？

## 1.解决方案 ##

### 1.1 尽早返回 ###

又称卫语句，即Guard Statement

> WikiPedia:
> 
> In computer programming, a**guard**is a[boolean][][expression][]that must evaluate to true if the program execution is to continue in the branch in question.
> 
> Regardless of which programming language is used, a**guard clause**,**guard code**, or**guard statement**, is a check of integrity[preconditions][]used to avoid errors during execution. A typical example is checking that a reference about to be processed is not null, which avoids null-pointer failures. Other uses include using a boolean field for[idempotence][](so subsequent calls are nops), as in the[dispose pattern][]. The guard provides an[early exit][]from a[subroutine][], and is a commonly used deviation from[structured programming][], removing one level of nesting and resulting in flatter code:\[[1\]][1]replacing`if guard { ... }`with`if not guard: return; ...`.

实际应用：

kotlin

复制代码

`if (CollectionUtils.isNotEmpty(list)) { // do something } else { return xxx; }`

使用尽早返回优化：

kotlin

复制代码

`if (CollectionUtils.isEmpty(list)) { return xxx; } // do something`

可以看到，优化后的代码不仅节省了一个else语句，也能让后续的"do something"节省一层if else包裹，代码看起来更干净一些

> 结合这个例子再说一下我对卫语句的理解：
> 
> 可以将“卫”理解为“门卫”，门卫的作用是检查过滤，只有符合条件的语句，才可以继续执行，否则直接劝返(return)。吐槽一下这种中文直译有些晦涩，未免有点“德先生赛先生”的意思了。。。

### 1.2 使用switch或三元运算符 ###

可以利用语法知识，对if else进行简化，

例如，当if else满足一定条件时：

scss

复制代码

`if (condition1) { doSomeThing1(); } else if (condition2) { doSomeThing2(); } else if (condition3) { doSomeThing3(); } else if (condition4) { doSomeThing4(); } else { doSomeThing5(); }...`

可以使用switch case语法进行替换

或，

例如使用三元运算符进行赋值操作：

`Integer num = obejct == null ? 1 : object.value();`

### 1.3 策略模式 ###

#### 1.3.1 概念 ####

策略模式是一种行为设计模式，即一个对象有一个确定的行为，在不同场景下，这些行为有不同的算法实现。

例如从内蒙通过公共交通去北京是一个确定的行为，在天上这种场景可以选择飞机，地上的场景可以选择火车~

策略模式一般包含三个要素：

*  抽象策略(Abstract strategy)：定义所谓的“确定的行为”，一般由接口或抽象类实现
 *  具体实现(Concrete strategy)：封装对应场景下的具体算法实现。
 *  上下文(Context)：负责具体实现策略的管理并供对象使用。

#### 1.3.2 使用场景 ####

*  一个接口或抽象类的各个子类都是为了解决相同的问题，区分这些子类的只有方法实现的不同。
 *  代码中使用大量if else或大面积switch case来选择具体的子实现类

#### 1.3.3 实际应用 ####

例如：

csharp

复制代码

`if ("man".equals(strategy)) { // Perform related operations } else if ("woman".equals(strategy)) { // Perform operations related to women } else if ("other".equals(strategy)) { // Perform other operations }`

上面一段代码，每一个if分支完成的都是相同的操作，只是在不同的性别场景下，操作方法的实现不同，那么就可以使用策略模式进行优化：

首先，定义一个抽象策略接口：

csharp

复制代码

`public interface Strategy { void run() throws Exception; }`

然后，进行不同策略的实现：

java

复制代码

`//Men's strategy implementation class @Slf4j public class ManStrategy implements Strategy { @Override public void run() throws Exception { // Fast man's logic log.debug("Execute the logic related to men..."); } } //Women's strategy implementation class @Slf4j public class WomanStrategy implements Strategy { @Override public void run() throws Exception { // Fast woman's logic log.debug("Execute women related logic..."); } } //Others' policy implementation class @Slf4j public class OtherStrategy implements Strategy { @Override public void run() throws Exception { // Fast other logic log.debug("Perform other related logic..."); } }`

最后，进行策略的应用：

arduino

复制代码

`public class StrategyTest { public static void main(String[] args) { try { Strategy strategy = initMap("man"); strategy.run(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } //Initialize the Map to obtain a gender policy private static Strategy initMap(String key) { //Use simple example HashMap<String, Strategy> map = new HashMap<>(); map.put("man", new ManStrategy()); map.put("woman", new WomanStrategy()); map.put("other", new OtherStrategy()); return map.get(key); } }`

#### 1.3.4 优劣势分析及优化 ####

1.3.4.1 劣势

整体上来看，使用策略模式虽然剔除了大量的if else语句，但是也引入了更多的类文件，同时在Context中需要维护一个类似注册表的map对象，当增加策略实现时，容易忘记。

**优化措施：**

在Java中，可以使用函数式编程进行优化：

arduino

复制代码

`@Slf4j public class StrategyTest { public static void main(String[] args) { //Use simple example HashMap<String, Strategy> map = new HashMap<>(); map.put("man", () -> log.debug("Execute the logic related to men...")); map.put("woman", () -> log.debug("Execute women related logic...")); map.put("other", () -> log.debug("Execute logic related to others...")); try { map.get("woman").run(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }`

或者，使用枚举进行优化：

typescript

复制代码

`@Slf4j public enum Strategy { //Man state MAN(0) { @Override void run() { //Perform related operations log.debug("Execute the logic related to men"); } }, //Woman state WOMAN(1) { @Override void run() { //Perform operations related to women log.debug("Execute women related logic"); } }, //Other status OTHER(2) { @Override void run() { //Perform other related operations log.debug("Perform other related logic"); } }; abstract void run(); public int statusCode; Strategy(int statusCode) { this.statusCode = statusCode; } }`

typescript

复制代码

`public static void main(String[] args) { try { //Simple use example String param = String.valueOf(Strategy.WOMAN); Strategy strategy = Strategy.valueOf(param); strategy.run(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }`

除此以外，在客户端实际使用策略时，即对象进行方法的调用时，客户端必须知道这个策略的所有实现子类，并需要了解这些子类之间的不同以及各自的应用场景，这样客户端才能选择合适的策略实现“确定的行为”。

1.3.4.2 优势

*  最直接的好处就是可以让又臭又长的if else代码块看起来更干净。
 *  面向对象的三大特点：封装、继承、多态，在策略模式中都能找到影子。面向接口编程，代码的可扩展性好
 *  代码的可测性好，Mock更方便，减少了分支判断，实现类只需要各自测试即可。

### 1.4 Optional ###

if else分支判断的很多情况都是进行非空条件的判断，Optional是Java8开始提供的新特性，使用这个语法特性，也可以减少代码中if else的数量，例如：

优化前：

rust

复制代码

`String str = "Hello World!"; if (str != null) { System.out.println(str); } else { System.out.println("Null"); }`

优化后：

vbnet

复制代码

`Optional<String> optional = Optional.of("Hello World!"); optional.ifPresentOrElse(System.out::println, () -> System.out.println("Null"));`

### 1.5 注册表 ###

这种方式和策略模式有相似之处，但注册表更自由，不需要提炼接口，只需要将自定义实现在注册表中注册即可。

例如，优化前：

scss

复制代码

`if (param.equals(value1)) { doAction1(someParams); }else if (param.equals(value2)) { doAction2(someParams); }else if (param.equals(value3)) { doAction3(someParams); }`

优化后：

scss

复制代码

`//Generic here? For the convenience of demonstration, it can be replaced with the real type we need in actual development Map<?, Function<?> action> actionMappings = new HashMap<>(); // When init actionMappings.put(value1, (someParams) -> { doAction1(someParams)}); actionMappings.put(value2, (someParams) -> { doAction2(someParams)}); actionMappings.put(value3, (someParams) -> { doAction3(someParams)}); // Omit null judgment actionMappings.get(param).apply(someParams);`

### 1.6 责任链模式 ###

先来看一段代码：

vbscript

复制代码

`public void handle(request) { if (handlerA.canHandle(request)) { handlerA.handleRequest(request); } else if (handlerB.canHandle(request)) { handlerB.handleRequest(request); } else if (handlerC.canHandle(request)) { handlerC.handleRequest(request); } }`

代码中也是存在一坨if else语句，但是和上述例子不同之处在于，if条件判断权在每个handler组件中，每一个handler的判断方式也可能不尽相同，相当灵活，同一个request可能同时满足多个if条件

解决方案就是参考开源组件中Filter或者Interceptor责任链机制，优化后代码：

typescript

复制代码

`public void handle(request) { handlerA.handleRequest(request); } public abstract class Handler { protected Handler next; public abstract void handleRequest(Request request); public void setNext(Handler next) { this.next = next; } } public class HandlerA extends Handler { public void handleRequest(Request request) { if (canHandle(request)) doHandle(request); else if (next != null) next.handleRequest(request); } }`

## 2.总结&思考 ##

这篇文章主要介绍了代码中if else代码块泛滥时的治理措施，在实际应用时可根据具体场景选择合理的方案。

其实代码中存在大面积if else本无问题，用一句网络流行语来反驳就是：“你就说能不能用吧！”。但是作为有追求的工程师，我们要对项目以及代码负责，要及时的识别到代码中的坏味道，并持续重构优化。最后还想说一定要拥抱开源，多研读他人优秀代码，并临摹、思考、实践，日拱一卒，不期而至。

## 3.参考 ##

*  [programmer.ink/think/how-t…][programmer.ink_think_how-t]
 *  WikiPedia
 *  Quora

[format_png]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/a78800dbdbd6f716b4695ecd956e4359.webp?x-oss-process=image/format,png
[format_png 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/cfc33e04713e1e8b292f5bcbf28a6b9d.webp?x-oss-process=image/format,png
[boolean]: https://link.juejin.cn/?target=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FBoolean_datatype
[expression]: https://link.juejin.cn/?target=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FExpression_%28programming%29
[preconditions]: https://link.juejin.cn/?target=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FPrecondition
[idempotence]: https://link.juejin.cn/?target=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FIdempotence
[dispose pattern]: https://link.juejin.cn/?target=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FDispose_pattern
[early exit]: https://link.juejin.cn/?target=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FEarly_exit
[subroutine]: https://link.juejin.cn/?target=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FSubroutine
[structured programming]: https://link.juejin.cn/?target=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FStructured_programming
[1]: https://link.juejin.cn/?target=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FGuard_%28computer_science%29%23cite_note-beck-1
[programmer.ink_think_how-t]: https://link.juejin.cn/?target=https%3A%2F%2Fprogrammer.ink%2Fthink%2Fhow-to-optimize-if-there-are-too-many-if-statements-in-java-code-of-series-17.html