【设计模式之美】改善代码质量之：代码可读性

1. 把代码分割成更小的单元块

大部分人阅读代码的习惯都是，先看整体再看细节。所以，我们要有模块化和抽象思维，善于将大块的复杂逻辑提炼成类或者函数，屏蔽掉细节。

这里我举一个例子来进一步解释一下。代码具体如下所示。

// 重构前的代码:get
public void invest(long userId, long financialProductId) {
  Calendar calendar = Calendar.getInstance();
  calendar.setTime(date);
  calendar.set(Calendar.DATE, (calendar.get(Calendar.DATE) + 1));
  if (calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH) == 1) {
    return;
  }
  //...
}

// 重构后的代码：提炼函数之后逻辑更加清晰
public void invest(long userId, long financialProductId) {
  if (isLastDayOfMonth(new Date())) {
    return;
  }
  //...
}

public boolean isLastDayOfMonth(Date date) {
  Calendar calendar = Calendar.getInstance();
  calendar.setTime(date);
  calendar.set(Calendar.DATE, (calendar.get(Calendar.DATE) + 1));
  if (calendar.get(Calendar.DAY_OF_MONTH) == 1) {
   return true;
  }
  return false;
}

2. 避免函数参数过多

函数包含 3、4 个参数的时候还是能接受的，大于等于 5 个的时候，我们就觉得参数有点过多了，会影响到代码的可读性，使用起来也不方便。针对参数过多的情况，一般有 2 种处理方法。

• 考虑函数是否职责单一(get)，是否能通过拆分成多个函数的方式来减少参数。示例代码如下所示：

public User getUser(String username, String telephone, String email);

// 拆分成多个函数
public User getUserByUsername(String username);
public User getUserByTelephone(String telephone);
public User getUserByEmail(String email);

• 将函数的参数封装成对象。示例代码如下所示

public void postBlog(String title, String summary, String keywords, String content, String category, long authorId);

// 将参数封装成对象
public class Blog {
  private String title;
  private String summary;
  private String keywords;
  private Strint content;
  private String category;
  private long authorId;
}
public void postBlog(Blog blog);

除此之外，如果函数是对外暴露的远程接口，将参数封装成对象，还可以提高接口的兼容性。在往接口中添加新的参数的时候，老的远程接口调用者有可能就不需要修改代码来兼容新的接口了。

3. 勿用函数参数来控制逻辑(ing)

不要在函数中使用布尔类型的标识参数来控制内部逻辑，true 的时候走这块逻辑，false 的时候走另一块逻辑。这明显违背了单一职责原则和接口隔离原则。建议将其拆成两个函数，可读性上也要更好。

public void buyCourse(long userId, long courseId, boolean isVip);

// 将其拆分成两个函数
public void buyCourse(long userId, long courseId);
public void buyCourseForVip(long userId, long courseId);

不过，如果函数是 private 私有函数，影响范围有限，或者拆分之后的两个函数经常同时被调用，我们可以酌情考虑保留标识参数。示例代码如下所示：

// 拆分成两个函数的调用方式
boolean isVip = false;
//...省略其他逻辑...
if (isVip) {
  buyCourseForVip(userId, courseId);
} else {
  buyCourse(userId, courseId);
}

// 保留标识参数的调用方式更加简洁
boolean isVip = false;
//...省略其他逻辑...
buyCourse(userId, courseId, isVip);

除了布尔类型作为标识参数来控制逻辑的情况外，还有一种“根据参数是否为 null”来控制逻辑的情况。针对这种情况，我们也应该将其拆分成多个函数。拆分之后的函数职责更明确，不容易用错。具体代码示例如下所示：

public List<Transaction> selectTransactions(Long userId, Date startDate, Date endDate) {
  if (startDate != null && endDate != null) {
    // 查询两个时间区间的transactions
  }
  if (startDate != null && endDate == null) {
    // 查询startDate之后的所有transactions
  }
  if (startDate == null && endDate != null) {
    // 查询endDate之前的所有transactions
  }
  if (startDate == null && endDate == null) {
    // 查询所有的transactions
  }
}

// 拆分成多个public函数，更加清晰、易用
public List<Transaction> selectTransactionsBetween(Long userId, Date startDate, Date endDate) {
  return selectTransactions(userId, startDate, endDate);
}

public List<Transaction> selectTransactionsStartWith(Long userId, Date startDate) {
  return selectTransactions(userId, startDate, null);
}

public List<Transaction> selectTransactionsEndWith(Long userId, Date endDate) {
  return selectTransactions(userId, null, endDate);
}

public List<Transaction> selectAllTransactions(Long userId) {
  return selectTransactions(userId, null, null);
}

private List<Transaction> selectTransactions(Long userId, Date startDate, Date endDate) {
  // ...
}

4. 函数设计要职责单一

实际上，对于函数的设计来说，更要满足单一职责原则。相对于类和模块，函数的粒度比较小，代码行数少，所以在应用单一职责原则的时候，没有像应用到类或者模块那样模棱两可，能多单一就多单一。

public boolean checkUserIfExisting(String telephone, String username, String email)  { 
  if (!StringUtils.isBlank(telephone)) {
    User user = userRepo.selectUserByTelephone(telephone);
    return user != null;
  }
  
  if (!StringUtils.isBlank(username)) {
    User user = userRepo.selectUserByUsername(username);
    return user != null;
  }
  
  if (!StringUtils.isBlank(email)) {
    User user = userRepo.selectUserByEmail(email);
    return user != null;
  }
  
  return false;
}

// 拆分成三个函数
public boolean checkUserIfExistingByTelephone(String telephone);
public boolean checkUserIfExistingByUsername(String username);
public boolean checkUserIfExistingByEmail(String email);

思考点：但总体来说，不要将代码逻辑拆分封装的太细，这个度仁者见仁智者见智。
 

5. 移除过深的嵌套层次

代码嵌套层次过深往往是因为 if-else、switch-case、for 循环过度嵌套导致的。我个人建议，嵌套最好不超过两层，超过两层之后就要思考一下是否可以减少嵌套。
过深的嵌套本身理解起来就比较费劲，除此之外，嵌套过深很容易因为代码多次缩进，导致嵌套内部的语句超过一行的长度而折成两行，影响代码的整洁。

解决嵌套过深的方法也比较成熟，有下面 4 种常见的思路。

• 去掉多余的 if 或 else 语句。代码示例如下所示：

// 示例一:get
public double caculateTotalAmount(List<Order> orders) {
  if (orders == null || orders.isEmpty()) {
    return 0.0;
  } else { // 此处的else可以去掉
    double amount = 0.0;
    for (Order order : orders) {
      if (order != null) {
        amount += (order.getCount() * order.getPrice());
      }
    }
    return amount;
  }
}

// 示例二:get
public List<String> matchStrings(List<String> strList,String substr) {
  List<String> matchedStrings = new ArrayList<>();
  if (strList != null && substr != null) {
    for (String str : strList) {
      if (str != null) { // 跟下面的if语句可以合并在一起
        if (str.contains(substr)) {
          matchedStrings.add(str);
        }
      }
    }
  }
  return matchedStrings;
}

• 使用编程语言提供的 continue、break、return 关键字，提前退出嵌套。代码示例如下所示：

// 重构前的代码
public List<String> matchStrings(List<String> strList,String substr) {
  List<String> matchedStrings = new ArrayList<>();
  if (strList != null && substr != null){ 
    for (String str : strList) {
      if (str != null && str.contains(substr)) {
        matchedStrings.add(str);
        // 此处还有10行代码...
      }
    }
  }
  return matchedStrings;
}

// 重构后的代码：使用continue提前退出
public List<String> matchStrings(List<String> strList,String substr) {
  List<String> matchedStrings = new ArrayList<>();
  if (strList != null && substr != null){ 
    for (String str : strList) {
      if (str == null || !str.contains(substr)) {
        continue; 
      }
      matchedStrings.add(str);
      // 此处还有10行代码...
    }
  }
  return matchedStrings;
}

• 调整执行顺序来减少嵌套。具体的代码示例如下所示：

// 重构前的代码
public List<String> matchStrings(List<String> strList,String substr) {
  List<String> matchedStrings = new ArrayList<>();
  if (strList != null && substr != null) {
    for (String str : strList) {
      if (str != null) {
        if (str.contains(substr)) {
          matchedStrings.add(str);
        }
      }
    }
  }
  return matchedStrings;
}

// 重构后的代码：先执行判空逻辑，再执行正常逻辑
public List<String> matchStrings(List<String> strList,String substr) {
  if (strList == null || substr == null) { //先判空
    return Collections.emptyList();
  }

  List<String> matchedStrings = new ArrayList<>();
  for (String str : strList) {
    if (str != null) {
      if (str.contains(substr)) {
        matchedStrings.add(str);
      }
    }
  }
  return matchedStrings;
}

将部分嵌套逻辑封装成函数调用，以此来减少嵌套。具体的代码示例如下所示：

// 重构前的代码
public List<String> appendSalts(List<String> passwords) {
  if (passwords == null || passwords.isEmpty()) {
    return Collections.emptyList();
  }
  
  List<String> passwordsWithSalt = new ArrayList<>();
  for (String password : passwords) {
    if (password == null) {
      continue;
    }
    if (password.length() < 8) {
      // ...
    } else {
      // ...
    }
  }
  return passwordsWithSalt;
}

// 重构后的代码：将部分逻辑抽成函数
public List<String> appendSalts(List<String> passwords) {
  if (passwords == null || passwords.isEmpty()) {
    return Collections.emptyList();
  }

  List<String> passwordsWithSalt = new ArrayList<>();
  for (String password : passwords) {
    if (password == null) {
      continue;
    }
    passwordsWithSalt.add(appendSalt(password));
  }
  return passwordsWithSalt;
}

private String appendSalt(String password) {
  String passwordWithSalt = password;
  if (password.length() < 8) {
    // ...
  } else {
    // ...
  }
  return passwordWithSalt;
}

除此之外，常用的还有通过使用多态来替代 if-else、switch-case 条件判断的方法。

6. 学会使用解释性变量

常用的用解释性变量来提高代码的可读性的情况有下面 2 种。常量取代魔法数字。示例代码如下所示：

public double CalculateCircularArea(double radius) {
  return (3.1415) * radius * radius;
}

// 常量替代魔法数字
public static final Double PI = 3.1415;
public double CalculateCircularArea(double radius) {
  return PI * radius * radius;
}

使用解释性变量来解释复杂表达式。示例代码如下所示：

if (date.after(SUMMER_START) && date.before(SUMMER_END)) {
  // ...
} else {
  // ...
}

// 引入解释性变量后逻辑更加清晰
boolean isSummer = date.after(SUMMER_START)&&date.before(SUMMER_END);
if (isSummer) {
  // ...
} else {
  // ...
} 

参考：《设计模式之美》-- 王争