分解条件表达式(Decompose Conditional)
if (!aDate.isBefore(plan.summerStart) && !aDate.isAfter(plan.summerEnd))charge = quantity * plan.summerRate;
elsecharge = quantity * plan.regularRate + plan.regularServiceCharge;
if (summer())charge = summerCharge();
elsecharge = regularCharge();
动机
程序之中,复杂的条件逻辑是最常导致复杂度上升的地点之一。大型函数本身就会使代码的可读性下降,而条件逻辑则会使代码更难阅读。
将复杂的条件逻辑分解为多个独立的函数,根据每个小块代码的用途,为分解而得的新函数命名,并将原函数中对应的代码改为调用新函数,从而更清楚地表达自己的意图。对于条件逻辑,将每个分支条件分解成新函数还可以带来更多好处:可以突出条件逻辑,更清楚地表明每个分支的作用,并且突出每个分支的原因。
分解条件表达式其实只是提炼函数(106)的一个应用场景。
做法
- 对条件判断和每个条件分支分别运用提炼函数(106)手法。
合并条件表达式(Consolidate Conditional Expression)
if (anEmployee.seniority < 2) return 0;
if (anEmployee.monthsDisabled > 12) return 0;
if (anEmployee.isPartTime) return 0;
if (isNotEligibleForDisability()) return 0;
function isNotEligibleForDisability() {return ((anEmployee.seniority < 2)|| (anEmployee.monthsDisabled > 12)|| (anEmployee.isPartTime));
}
动机
检查条件各不相同,最终行为却一致。如果发现这种情况,就应该使用“逻辑或”和“逻辑与”将它们合并为一个条件表达式。
之所以要合并条件代码,有两个重要原因。首先,合并后的条件代码会表述“实际上只有一次条件检查,只不过有多个并列条件需要检查而已”,从而使这一次检查的用意更清晰。其次,这项重构往往可以为使用提炼函数(106)做好准备。
条件语句的合并理由也同时指出了不要合并的理由:如果认为这些检查的确彼此独立的确不应该被视为同一次检查。
做法
- 的确定这些条件表达式都没有副作用。
- 使用适当的逻辑运算符,将两个相关条件表达式合并为一个。
- 测试。
- 重复前面的合并过程,直到所有相关的条件表达式都合并到一起。
- 可以考虑对合并后的表达式实施提炼函数(106)。
以卫语句取代嵌套条件表达式(Replace Nested Conditional with Guard Clauses)
function getPayAmount() {let result;if (isDead)result = deadAmount();else {if (isSeparated)result = separatedAmount();else {if (isRetired)result = retiredAmount();elseresult = normalPayAmount();}}return result;
}
function getPayAmount() {if (isDead) return deadAmount();if (isSeparated) return separatedAmount();if (isRetired) return retiredAmount();return normalPayAmount();
}
动机
条件表达式通常有两种风格:第一种风格是:两个条件分支都属于正常行为。第二种风格则是:只有一个条件分支是正常行为,另一个分支则是异常的情况。
如果两条分支都是正常行为,就应该使用形如if…else…的条件表达式;如果某个条件极其罕见,就应该单独检查该条件,并在该条件为真时立刻从函数中返回。这样的单独检查常常被称为“卫语句”(guard clauses)。
以卫语句取代嵌套条件表达式的精髓就是:给某一条分支以特别的重视。如果使用if-then-else结构,对if分支和else分支的重视是同等的。这样的代码结构传递给阅读者的消息就是:各个分支有同样的重要性。卫语句就不同了,它告诉阅读者:“这种情况不是本函数的核心逻辑所关心的,如果它真发生了,请做一些必要的整理工作,然后退出。”
以前的编程语言都强调“每个函数只能有一个入口和一个出口”的观念,现今的编程语言都会强制保证每个函数只有一个入口,至于“单一出口”规则,其实不是那么有用,保持代码清晰才是最关键的。如果单一出口能使这个函数更清楚易读,那么就使用单一出口;否则就不必这么做。
做法
- 选中最外层需要被替换的条件逻辑,将其替换为卫语句。
- 测试。
- 有需要的话,重复上述步骤。
- 如果所有卫语句都引发同样的结果,可以使用合并条件表达式(263)合并之。
以多态取代条件表达式(Replace Conditional with Polymorphism)
switch (bird.type) {case 'EuropeanSwallow':return "average";case 'AfricanSwallow':return (bird.numberOfCoconuts > 2) ? "tired" : "average";case 'NorwegianBlueParrot':return (bird.voltage > 100) ? "scorched" : "beautiful";default:return "unknown";
}
class EuropeanSwallow {get plumage() {return "average";}
}
class AfricanSwallow {get plumage() {return (this.numberOfCoconuts > 2) ? "tired" : "average";}
}
class NorwegianBlueParrot {get plumage() {return (this.voltage > 100) ? "scorched" : "beautiful";}
}
动机
复杂的条件逻辑是编程中最难理解的东西之一。很多时候,可以将条件逻辑拆分到不同的场景(或者叫高阶用例),从而拆解复杂的条件逻辑。这种拆分有时用条件逻辑本身的结构就足以表达,但使用类和多态能把逻辑的拆分表述得更清晰。
常用场景:可以针对switch语句中的每种分支逻辑创建一个类,用多态来承载各个类型特有的行为,从而去除重复的分支逻辑。
另一种情况:有一个基础逻辑,在其上又有一些变体。基础逻辑可能是最常用的,也可能是最简单的。把基础逻辑放进超类,这样可以首先理解这部分逻辑,暂时不管各种变体,然后可以把每种变体逻辑单独放进一个子类,其中的代码着重强调与基础逻辑的差异。
多态是面向对象编程的关键特性之一。跟其他一切有用的特性一样,它也很容易被滥用。大部分条件逻辑用基本的条件语句——if/else和switch/case就能应付,并不需要劳师动众地引入多态。
做法
- 如果现有的类尚不具备多态行为,就用工厂函数创建之,令工厂函数返回恰当的对象实例。
- 在调用方代码中使用工厂函数获得对象实例。
- 将带有条件逻辑的函数移到超类中。
- 任选一个子类,在其中建立一个函数,使之覆写超类中容容纳条件表达式的那个函数。将该子类相关的条件表达式分支复制到新函数中,并对它进行适当调整。
- 重复上述过程,处理其他条件分支。
- 在超类函数中保留默认情况的逻辑。或者,如果超类应该是抽象的,就把该函数声明为abstract,或在其中直接抛出异常,表明计算责任都在子类中。
引入特例(Introduce Special Case)
曾用名:引入Null对象(Introduce Null Object)
if(aCustomer === "unknown") customerName="occupant";
class UnknownCustomer {get name() {return "occupant";}
}
动机
一种常见的重复代码是这种情况:一个数据结构的使用者都在检查某个特殊的值,并且当这个特殊值出现时所做的处理也都相同。
处理这种情况的一个好办法是使用“特例”(SpecialCase)模式:创建一个特例元素,用以表达对这种特例的共用行为的处理。
特例有几种表现形式。如果只需要从这个对象读取数据,可以提供一个字面量对象(literal object),其中所有的值都是预先填充好的。如果除简单的数值之外还需要更多的行为,就需要创建一个特殊对象,其中包含所有共用行为所对应的函数。特例对象可以由一个封装类来返回,也可以通过变换插入一个数据结构。
做法
从一个作为容器的数据结构(或者类)开始,其中包含一个属性,该属性就是要重构的目标。容器的客户端每次使用这个属性时,都需要将其与某个特例值做比对。然后把这个特例值替换为代表这种特例情况的类或数据结构。
- 给重构目标添加检查特例的属性,令其返回false。
- 创建一个特例对象,其中只有检查特例的属性,返回true。
- 对“与特例值做比对”的代码运用提炼函数(106),确保所有客户端都使用这个新函数,而不再直接做特例值的比对。
- 将新的特例对象引入代码中,可以从函数调用中返回,也可以在变换函数中生成。
- 修改特例比对函数的主体,在其中直接使用检查特例的属性。
- 测试。
- 使用函数组合成类(144)或函数组合成变换(149),把通用的特例处理逻辑都搬移到新建的特例对象中。
- 对特例比对函数使用内联函数(115),将其内联到仍然需要的地方。
引入断言(Introduce Assertion)
if (this.discountRate)base = base - (this.discountRate * base);
assert(this.discountRate>= 0);
if (this.discountRate)base = base - (this.discountRate * base);
动机
常常会有这样一段代码:只有当某个条件为真时,该段代码才能正常运行。这样的假设通常并没有在代码中明确表现出来,必须阅读整个算法才能看出。
断言是一个条件表达式,应该总是为真。如果它失败,表示程序员犯了错误。断言的失败不应该被系统任何地方捕捉。整个程序的行为在有没有断言出现的时候都应该完全一样。实际上,有些编程语言中的断言可以在编译期用一个开关完全禁用掉。
做法
- 如果发现代码假设某个条件始终为真,就加入一个断言明确说明这种情况。
因为断言应该不会对系统运行造成任何影响,所以“加入断言”永远都应该是行为保持的。