实现方式上,单机的实践驱动可以使用 Guava、Spring 等框架实现。分布式的则一般通过各种消息队列方式实现。但是因为这里主要讨论的是消除 if…else,所以主要是面向单机问题域。因为涉及具体技术,所以此模式代码不做演示。
方法五:有限状态机介绍
有限状态机通常被称为状态机(无限状态机这个概念可以忽略)。先引用维基百科上的定义:
有限状态机(英语:finite-state machine,缩写:FSM),简称状态机,是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型。
其实,状态机也可以看做是表驱动的一种,其实就是当前状态和事件两者组合与处理函数的一种对应关系。当然,处理成功之后还会有一个状态转移处理。
适用场景
虽然现在互联网后端服务都在强调无状态,但这并不意味着不能使用状态机这种设计。其实,在很多场景中,如协议栈、订单处理等功能中,状态机有这其天然的优势。因为这些场景中天然存在着状态和状态的流转。
实现与示例
实现状态机设计首先需要有相应的框架,这个框架需要实现至少一种状态机定义功能,以及对于的调用路由功能。状态机定义可以使用 DSL 或者注解的方式。原理不复杂,掌握了注解、反射等功能的同学应该可以很容易实现。
参考技术:
Apache Mina State Machine
Apache Mina 框架,虽然在 IO 框架领域不及 Netty,但它却提供了一个状态机的功能。https://mina.apache.org/mina-project/userguide/ch14-state-machine/ch14-state-machine.html。有自己实现状态机功能的同学可以参考其源码。
Spring State Machine
Spring 子项目众多,其中有个不显山不露水的状态机框架 —— Spring State Machine https://projects.spring.io/spring-statemachine/。可以通过 DSL 和注解两种方式定义。
上述框架只是起到一个参考的作用,如果涉及到具体项目,需要根据业务特点自行实现状态机的核心功能。
方法六:Optional介绍
Java 代码中的一部分 if…else 是由非空检查导致的。因此,降低这部分带来的 if…else 也就能降低整体的 if…else 的个数。
Java 从 8 开始引入了 Optional 类,用于表示可能为空的对象。这个类提供了很多方法,用于相关的操作,可以用于消除 if…else。开源框架 Guava 和 Scala 语言也提供了类似的功能。
使用场景
有较多用于非空判断的 if…else。
实现与示例
传统写法:
String str = “Hello World!”;
if (str != null) {
System.out.println(str);
} else {
System.out.println(“Null”);
}
使用 Optional 之后:
1 Optional strOptional = Optional.of(“Hello World!”);
2 strOptional.ifPresentOrElse(System.out::println, () -> System.out.println(“Null”));
Optional 还有很多方法,这里不一一介绍了。但请注意,不要使用 get() 和 isPresent() 方法,否则和传统的 if…else 无异。
扩展:Kotlin Null Safety
Kotlin 带有一个被称为 Null Safety 的特性:bob?.department?.head?.name
对于一个链式调用,在 Kotlin 语言中可以通过 ?. 避免空指针异常。如果某一环为 null,那整个链式表达式的值便为 null。
方法七:Assert 模式介绍
上一个方法适用于解决非空检查场景所导致的 if…else,类似的场景还有各种参数验证,比如还有字符串不为空等等。很多框架类库,例如 Spring、Apache Commons 都提供了工具里,用于实现这种通用的功能。这样大家就不必自行编写 if…else 了。
Apache Commons Lang 中的 Validate 类:https://commons.apache.org/proper/commons-lang/javadocs/api-3.1/org/apache/commons/lang3/Validate.html
Spring 的 Assert 类:https://docs.spring.io/spring-framework/docs/current/javadoc-api/org/springframework/util/Assert.html
使用场景
通常用于各种参数校验
扩展:Bean Validation
类似上一个方法,介绍 Assert 模式顺便介绍一个有类似作用的技术 —— Bean Validation。Bean Validation 是 Java EE 规范中的一个。Bean Validation 通过在 Java Bean 上用注解的方式定义验证标准,然后通过框架统一进行验证。也可以起到了减少 if…else 的作用。
方法八:多态介绍
使用面向对象的多态,也可以起到消除 if…else 的作用。在代码重构这本书中,对此也有介绍:https://refactoring.com/catalog/replaceConditionalWithPolymorphism.html
使用场景
链接中给出的示例比较简单,无法体现适合使用多态消除 if…else 的具体场景。一般来说,当一个类中的多个方法都有类似于示例中的 if…else 判断,且条件相同,那就可以考虑使用多态的方式消除 if…else。
同时,使用多态也不是彻底消除 if…else。而是将 if…else 合并转移到了对象的创建阶段。在创建阶段的 if…,我们可以使用前面介绍的方法处理。
小结
上面这节介绍了 if…else 过多所带来的问题,以及相应的解决方法。除了本节介绍的方法,还有一些其它的方法。
比如,在《重构与模式》一书中就介绍了“用 Strategy 替换条件逻辑”、“用 State 替换状态改变条件语句”和“用 Command 替换条件调度程序”这三个方法。其中的“Command 模式”,其思想同本文的“表驱动”方法大体一致。
另两种方法,因为在《重构与模式》一书中已做详细讲解,这里就不再重复。
何时使用何种方法,取决于面对的问题的类型。上面介绍的一些适用场景,只是一些建议,更多的需要开发人员自己的思考。
问题二:if…else 嵌套过深
问题表现
if…else 多通常并不是最严重的的问题。有的代码 if…else 不仅个数多,而且 if…else 之间嵌套的很深,也很复杂,导致代码可读性很差,自然也就难以维护。
if (condition1) {
action1();
if (condition2) {
action2();
if (condition3) {
action3();
if (condition4) {
action4();
}
}
}
}
if…else 嵌套过深会严重地影响代码的可读性。当然,也会有上一节提到的两个问题。
如何解决
上一节介绍的方法也可用用来解决本节的问题,所以对于上面的方法,此节不做重复介绍。这一节重点一些方法,这些方法并不会降低 if…else 的个数,但是会提高代码的可读性:
抽取方法
卫语句
介绍
抽取方法是代码重构的一种手段。定义很容易理解,就是将一段代码抽取出来,放入另一个单独定义的方法。借用 https://refactoring.com/catalog/extractMethod.html 中的定义:
适用场景
if…else 嵌套严重的代码,通常可读性很差。故在进行大型重构前,需先进行小幅调整,提高其代码可读性。抽取方法便是最常用的一种调整手段。
实现与示例
重构前:
public void add(Object element) {
if (!readOnly) {
int newSize = size + 1;
if (newSize > elements.length) {
Object[] newElements = new Object[elements.length + 10];
for (int i = 0; i < size; i++) {
newElements[i] = elements[i];
}
elements = newElements
}
elements[size++] = element;
}
}
重构后:
public void add(Object element) {
if (readOnly) {
return;
}
if (overCapacity()) {
grow();
}
addElement(element);
}
方法二:卫语句介绍
在代码重构中,有一个方法被称为“使用卫语句替代嵌套条件语句”https://refactoring.com/catalog/replaceNestedConditionalWithGuardClauses.html。直接看代码:
double getPayAmount() {
double result;
if (_isDead) result = deadAmount();
else {
if (_isSeparated) result = separatedAmount();
else {
if (_isRetired) result = retiredAmount();
else result = normalPayAmount();
};
}
return result;
}
重构之后
double getPayAmount() {
if (_isDead) return deadAmount();
if (_isSeparated) return separatedAmount();
if (_isRetired) return retiredAmount();
return normalPayAmount();
}
使用场景
当看到一个方法中,某一层代码块都被一个 if…else 完整控制时,通常可以采用卫语句。
问题三:if…else 表达式过于复杂
文末
当你打算跳槽的时候,应该把“跳槽成功后,我能学到什么东西?对我的未来发展有什么好处”放在第一位。这些东西才是真正引导你的关键。在跳槽之前尽量“物尽其用”,把手头上的工作做好,最好是完成了某个项目或是得到提升之后再走。跳槽不是目的,而是为了达到最终职业目标的手段
最后祝大家工作升职加薪,面试拿到心仪Offer.
为此我在文末整理了一些关于移动开发者需要的资料,欢迎大家免费领取
领取方式:点击我的GitHub
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