重构—改善既有代码的设计

概述

1.1 参考资料

《重构-改善既有代码的设计》读后总结

《重构改善既有代码的设计》

22种代码的坏味道，一句话概括

1.2 何谓重构

首先要说明的是：视上下文不同，重构的定义可以分为名词和动词两种形式。

1. 重构(名词)：对软件内部结构的一种调整，目的是在不改变软件可观察行为的前提下，提高其可理解性，降低其修改成本。

2. 重构(动词)：使用一系列重构手法，在不改变软件可观察行为的前提下，调整其结构。

根据重构的定义可知，重构其实就是优化代码的结构，使其阅读性更好。需要强调的是：重构不能改变软件可观察的行为——重构之后软件功能一如既往。任何用户，不论最终用户或其它程序员，都不知道已经有东西发生了变化。

1.3 为何重构

重构可以帮助你始终良好的控制自己的代码。重构就是一个工具，它可以用于以下几个目的。

1.3.1 重构改进软件设计

当人们只为短期目的，或是在完全理解整体设计之前，就贸然修改代码，程序将逐渐失去自己的结构，就很难通过阅读源码而理解原来的设计。重构很像是在整理代码，你所做的就是让所有东西回到应处的位置上。代码结构的流失通常是累积性的，因此经常性的重构可以帮助代码维持自己该有的形态。

1.3.2 重构使软件更容易理解

其实写程序，就是和计算机在交谈：你编写代码告诉计算机做什么事，它的响应则是精确按照你的指示行动。当然除了计算机外，你的源码还有其他阅读者：未来可能会有另一位程序员尝试读懂你的代码并做一些修改。我们写代码的时候很容易忘记这位未来的程序员，但他才是最重要的。如果一个程序员不理解你的代码，可能需要很长的时间来修改代码——而他理解了你的代码，这个修改或许只需要花费一个小时。

其实很多时候那个未来修改你程序的开发者就是你自己。此时重构就显得尤其重要。利用重构可以协助你理解不够熟悉的代码，而且重构会把你带到更高的层次上。

1.3.3 重构帮忙找到bug

对代码的理解，可以更好的找到bug。如果对代码进行重构，就可以深入理解代码的功能，搞清楚程序结构的同时，就更容易找出程序的bug。

1.3.4 重构提高编程速度

其实前面提到的一切都归结到最后一点：重构帮你更快速的开发程序。

听起来有点儿违反直觉。可以看出重构能够提高质量。如改善设计、提升可读性、减少错误，这些都是提高质量。但这难道不会降低开发速度吗？

良好的设计是快速开发的根本——事实上，拥有良好的设计才可能做到快速开发。如果没有良好的设计，或许某一段时间内你的进展迅速，但是不好的设计很快会让你的速度慢下来。时间最终都浪费在调试上面。因为你必须花更多的时间去理解系统、寻找重复代码。如此的循环下去。

良好的设计是维持软件开发速度的根本。重构可以帮助你更快速地开发软件，因为重构可以提高设计质量，避免重复的工作。

1.4 何时重构

三次法则 第一次只管做，第二次会产生反感，第三次就应该重构

添加功能时重构 当给软件添加新特性不方便时候，就应该重构

修补错误时重构 对代码进行重构，可以更方便的发现程序中的bug

复审代码时重构 重构可以帮助复审别人的代码

2 代码的坏味道

如果一段代码是不稳定或者有一些潜在问题，那么代码往往会包含一些明显的痕迹。正如食物要腐坏之前，经常会发出一些异味一样。Martin Fowler把有问题的代码称为“代码的坏味道”。接下来本文对22种代码的坏味道进行整理。

2.1 重复代码

Duplicated Code ——————— (重复代码) 难维护。

解决方法：提取公共函数。

2.2 过长函数

Long Method ————————–(过长函数) 难理解

解决方法：拆分成若干函数

2.3 过大的类

Large Class—————————-(过大的类) 难用、难理解

解决办法：拆分成若干类，过程中若遇到Duplicated Code，就提取公共函数。

2.4 过长参数列表

Long parameter List——————(参数多)调用难

解决方法：将参数封装成结构或者类

2.5 发散式变化

Divergent Change———————(发散式变化)发散式修改，改好多需求，都会动它。

解决方法：拆，将总是一起变化的东西放在一块儿。

2.6 霰弹式修改

Shotgun Surgery———————(霰弹式修改)散弹式修改，改某个需求时，都会动他。

解决方法：将各个修改点，集中起来，抽象成一个类。

2.7 依恋情结

Feature Envy———————(红杏出墙的函数)使用了大量其它类的成员。

解决方法：将这个函数挪到那个类里面。

2.8 数据泥团

Data Clumps———————(数据团)。

解决方法：他们那么有基情，就在一起吧，给他们一个新的类。

2.9 基本类型偏执

Primitive Obsession———————(偏爱基本类型) 热衷于使用int，double等基本类型。

解决方法：反复出现的一组参数，有关联的多个数组换成类。

2.10 Switch惊悚现身

Switcth Statements———————(switch 语句)。

解决方法：state/strategy或者时简单的多态。

2.11 平行继承体系

Parallel Inheritance Hierarchies———————(平行继承)增加A类的子类ax，B类也需要相应的增加一个bx。

解决方法：应该有一个类时可以去掉继承关系的。

2.12 冗赘类

Lazy Class———————(冗赘类) 如果他不干活了，炒掉他吧。

解决方法：把这些不再重要的类里面的逻辑，合并到相关类，删掉旧的。

Speculative Generality———————(夸夸其谈未来性)。

解决方法：删掉。

2.13 令人迷惑的暂时字段

Temporary Field———————(临时字段)发散式修改，改好多需求，都会动他。

解决方法：将这些临时变量集中到一个新类中管理。

2.14 过度耦合的消息链

Message Chains———————(消息链) 过度耦合才是坏的。

解决方法：拆函数或移动函数。

2.15 中间人

Middle Man———————(中间人) 大部分都交给中间人来处理了。

解决方法：用继承替代委托。

2.16 狎昵关系

Inappropriate Intimacy———————(太亲密) 相似的类，有不同接口。

解决方法：划清界限拆散，或合并，或改成单项联系。

2.17 异曲同工的类

Alternative Classes with Different Interfaces———————(相似的类，有不同接口)。

解决方法：重命名、移动函数、或抽象子类。

2.18 不完美的类库

Incomplete Lirary Class———————(不完美类库)。

解决方法： 包一层函数或包成新的类。

2.19 纯稚的数据类

Data Class———————(纯数据类)类很简单，仅有公共成员变量，或简单操作函数。

解决方法：将相关操作封装进去，较少public成员变量。

2.20 被拒绝的遗赠

Refused Bequest———————(继承过多) 父类里面方法很多，子类只用有限几个。

解决方法：用代理替代继承关系。

2.21 过多的注释

Comments———————(太多注释)这里指代码太难动了，不得不用注释解释。

解决方法：避免用注释解释代码，而是说明代码的目的，背景等。好代码会说话。

3 重构方法举例

3.1 重构函数

3.1.1 重复代码

这种情况应该很多人都遇到过，编程过程中要尽量避免重复的代码，解决方法是将重复的内容提炼到一个单独的函数中。

void A() {
.....
System.out.println("name" + _name);
}

void B() {
.....
System.out.println("name" + _name);
}

将代码更改为↓

void A() { .... }

void B() { .... }

void printName(String name) {
System.out.println("name" + name);
}

3.1.2 内联临时变量

如果你对一个变量只使用了一次，那就不妨对它进行一次重构。

int basePrice = order.basePrice();
return (basePrice > 100);

更改为↓

return (order.basePrice() > 1000);

3.1.3 尽量去掉临时变量

临时变量多了会难以维护，所以尽量去掉所使用的临时变量。

int area = _length * _width;
if (area > 1000)
return area * 5;
else
return area *4;

更改为↓

if (area() > 1000)
return area() * 5;
else
return area() *4;

int area() {
return _length * _width;
}

3.1.4 引入解释性变量

跟上面那个相反，如果使用函数变得很复杂，可以考虑使用解释型变量了。

if ((platform.toUpperCase().indexOf("mac") > -1) &&
(brower.toUpperCase().indexOf("ie") > -1) &&
wasInitializes() && resize > 0) {
......
}

更改为↓

final boolean isMacOS = platform.toUpperCase().indexOf("mac") > -1;
final boolean isIEBrowser = brower.toUpperCase().indexOf("ie") > -1;
final boolean wasResized = resize > 0;

if (isMacOS && isIEBrowser && wasInitializes() && wasResized) {
......
}

3.1.5 移除对参数的赋值

参数传入函数中，应该尽量避免对其进行更改。

int discount (int inputVal, int quantity, int yearToDate) {
if (inputVal > 50) inputVal -= 2;
}

更改为↓

int discount (int inputVal, int quantity, int yearToDate) {
int result = inputVal;
if (result > 50) result -= 2;
}

另外，函数中声明的临时变量最好只被赋值一次，如果超过一次就考虑再声明变量对其进行分解了。

一个函数也不应该太长，如果太长首先影响理解，其次包含的步骤太多会影响函数复用。做法是将里面的步骤提取为很多小函数，并且函数命名要体现出函数做了什么，清晰明了。

3.2 重构类

3.2.1 搬移方法

每一个方法应该放在最适合的位置，不能随便乱放，所以很多时候你需要考虑，一个方法在这里是不是最适合的。

class Class1 {
aMethod();
}

class Class2 {
}

更改为↓

class Class1 {
}

class Class2 {
aMethod();
}

3.3 搬移字段

每一个字段，变量都应该放到其自己属于的类中，不能随便放，不属于这个类中的字段也需要移走。

class Class1 {
aField;
}

class Class2 {
}

更改为↓

class Class1 {
}

class Class2 {
aField;
}

3.4 提炼一个新类

将不属于这个类中的字段和方法提取到一个新的类中。所以说在你写代码的时候一定要考虑放这里是不是合适，有没有其他更合适的地方？

提炼到新的类中↓

3.5 简化条件表达式

3.5.1 分解条件表达式

有时候看着一个if else语句很复杂，我们就试着把它分解一下。

class Person {
private String name;
private String officeAreaCode;
private String officeNumber;

public String getTelephoneNumber() { ..... }
}

更改为↓

class TelephoneNumber {
private String areaCode;
private String number;

public String getTelephoneNumber() { ..... }
}

class Person {
private String name;
private TelephoneNumber _officeNumber;
}

当然实际情况可能复杂的多，这样的重构才显得有意思，这里只是让大家脑子里有一个这样的思想，以后遇见这样的情况能想起来可以这样子重构。

3.5.2 分解条件表达式

有时我们写的多个if语句是可以合并到一起的。

if (isUp(case) || isLeft(case))
num = a * b;
else num = a * c;

更改为↓

if (isTrue(case))
numberB(a);
else numberC(a);

boolean isTrue(case) {
return isUp(case) || isLeft(case);
}

int numberB(a) {
return a + b;
}

int numberC(a) {
return a + c;
}

3.5.3 合并重复的条件片段

有时候你可能会在if else 语句中写重复的语句，这时候你需要将重复的语句抽出来。

if (isSpecialDeal()) {
total = price * 0.95;
send();
} else {
total = price * 0.98;
send();
}

更改为↓

if (isSpecialDeal())
total = price * 0.95;
else
total = price * 0.98;

send();

3.5.4 以卫句取代嵌套表达式

这个可能有点难以理解，但是我感觉用处还是比较大的，就是加入return语句去掉else语句。

if (a > 0) result = a + b;
else {
if (b > 0) result = a + c;
else {
result = a + d;
}
}
return result;

更改为↓

if (a > 0) return a + b;
if (b > 0) return a + c;
return a + d;

是不是变得很简单，加入卫语句就是合理使用return关键字。有时候反转条件表达式也能简化if else语句。

3.5.5 以多态取代switch语句

这个我感觉很重要，用处非常多，以后你们写代码的时候只要碰到switch语句就可以考虑能不能使用面向对象的多态来替代这个switch语句呢？

int getArea() {
switch (_shap)
case circle:
return 3.14 * _r * _r; break;
case rect;
return _width + _heigth;
}

更改为↓

class Shap {
int getArea(){};
}

class Circle extends Shap {
int getArea() {
return 3.14 * _r * _r; break;
}
}

class Rect extends Shap {
int getArea() {
return _width + _heigth;
}
}

然后在调用的时候只需要调用Shap的getArea()方法就行了，就可以去掉switch语句了。然后我们还可以在一个方法中引入断言，这样可以保证函数调用的安全性，让代码更加健壮。

4 总结

文中只是把常用到的，比较好表述的重构方法或情况总结了一下，并没有覆盖到书中的所有情况，如果对重构非常有兴趣的话建议大家阅读原书。