面对代码中过多的if...else的解决方法

原

6个实例详解如何把if-else代码重构成高质量代码

置顶 2017年09月11日 23:47:12 yinnnnnnn 阅读数 21433更多

分类专栏： # 理论

 

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本文提纲：

1. 为什么我们写的代码都是if-else？
2. 这样的代码有什么缺点？
3. 是否有优化的方法？如何重构？
4. 异常逻辑处理型重构方法
5. 状态处理型重构方法

---

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
2.  
   Object obj = getObj();
3.  
   if (obj != null) {
4.  
   //do something
5.  
   }else{
6.  
   //do something
7.  
   }
8.  
    
9.  
   //举例二：状态处理例子
10.  
    Object obj = getObj();
11.  
    if (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：

1. 最大的问题是代码逻辑复杂，维护性差，极容易引发bug。
2. 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：

1.  
   double 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.  
     
13.  
    }

重构后：

1.  
   double 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：

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;

重构后：

1.  
   double 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：

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，运用第一招:减少嵌套和移除临时变量：

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.  
   }

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：

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.  
    
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：

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.  
    }

重构后：

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.  
     
11.  
    double getType1Money(Object obj){
12.  
    ObjectA objA = obj.getObjectA();
13.  
    return objA.getMoney()*obj.getNormalMoneryA();
14.  
    }
15.  
     
16.  
    double 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：

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.  
    }

重构后：

1.  
   class Bird{
2.  
   abstract double getSpeed();
3.  
   }
4.  
    
5.  
   class European extends Bird{
6.  
   double getSpeed(){
7.  
   return getBaseSpeed();
8.  
   }
9.  
   }
10.  
     
11.  
    class African extends Bird{
12.  
    double getSpeed(){
13.  
    return getBaseSpeed()-getLoadFactor()*_numberOfCoconuts;
14.  
    }
15.  
    }
16.  
     
17.  
    class 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！！