代码重构：类重构的 8 个小技巧
2021-10-12 17:32
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代码重构：类重构的 8 个小技巧
在大多数 OOP 类型的编程语言和面向对象程序设计中，根据业务建模主要有以下几个痛点 🤕：
- 对象不可能一开始就设计的合理，好用
- 起初就算设计精良，但随着版本迭代，对象的职责也在发生变化
- 在迭代中，对象的职责往往会因为承担过多职责，开始变的臃肿不堪（🙈闻到腐烂的味道了~）
那么怎么解决以上的问题？就要运用一些重构的技巧，来让代码结构保持整洁，从而让后续的需求扩展更加稳定
1：合理的分配函数
说明：从 OOP 的角度来考虑，如果函数之间频繁的调用，显然适合放在一个对象当中
使用场景：在 A 对象内，看到它经常调用 B 类的函数，那么你就有必要需要考虑把 B 类的函数搬过来了。
示例一
空说很难理解，我们先展示一段代码，来展示说项重构的手法：
public class Account {
// 计算透支费用
double overdraftCharge() {
if (_type.isPremium()) {
double result = 10;
if (_daysOverdrawn > 7) {
result += (_daysOverdrawn - 7) * 0.85;
}
return result;
} else {
return _daysOverdrawn * 1.75;
}
}
double bankCharge() {
double result = 4.5;
if (_daysOverdrawn > 0) {
result += overdraftCharge();
}
return result;
}
// 编码道德 758 条：私有变量应该放在类的底部
private AccountType _type;
private int _daysOverdrawn;
}
// 账户类型
class AccountType {
//... do something
}
在上面例子 🌰 中，我们看到
Account显然承担一些不属于它本身的职责，从
_type.isPremium()的调用方式来看，
overdraftCharge不论从调用，还是命名来看，都更像是
AccountType的职责，所以我们尝试来搬迁它，最终代码如下：
class AccountType {
// 从 Account 搬过来了
double overdraftCharge(Account account) {
if (isPremium()) {
double result = 10;
if (account.getDaysOverdrawn() > 7) {
result += (account.getDaysOverdrawn() - 7) * 0.85;
}
return result;
} else {
return account.getDaysOverdrawn() * 1.75;
}
}
// more ...
}
public class Account {
double bankCharge() {
double result = 4.5;
if (_daysOverdrawn > 0) {
// 还可以根据不同 Account 类型进行扩展
result += _type.overdraftCharge(this);
}
return result;
}
}
函数
overdraftCharge搬家后，我们有几个可见的好处如下：
- 可以根据不同 Account 类型，计算不同结果，程序更灵活，调用方无需知道计算细节
- 避免类似
_type.isPremium()
的函数调用出现，看上去更合理
总结
通过
示例一我们可以得出总结：
- 如果一个对象有太多行为和另一个对象耦合，那么就要考虑帮它搬家
- 只要是合理的分配函数，就可以使系统结构，对象本身的行为更加合理
2：合理分配字段
说明：这里的思路和
合理的分配函数非常的相似，只是主体由
函数替换为的
字段
使用场景：当 A 类的某一个字段频繁的被 B 类使用，那么就要考虑把它搬迁放到 B 类中
示例一
这里比较简单，能理解上面的函数分配，也就能理解这里，我们看一段简单的示例就好，还是以刚才的 Account 类为例子：
public class Account {
// 结算日息
double interestForAmountDays (double amount,int days){
return _interestRate * amount * days / 365;
}
private AccountType _type;
// 利率 %
private int _interestRate;
}
// 账户类型
class AccountType {
// do something....
}
从示例上看，
_interestRate字段显然更适合放在
AccountType，我们做一次字段搬迁，搬完后代码如下：
public class Account {
double interestForAmountDays (double amount,int days){
return _type.getInterestRate() * amount * days / 365;
}
private AccountType _type;
}
// 账户类型
class AccountType {
// 利率 %
private int _interestRate;
public int getInterestRate() {
return _interestRate;
}
}
主要做有 2 个好处如下：
- 只需引入
AccountType
即可，无需再重复引入_interestRate
字段 AccountType
可以根据不同的类型，设置不同的_interestRate
利率，代码更灵活
总结
不管是搬迁函数，还是搬迁字段也好，它们都是在不断重构类的职责和属性，程序会跟随需求不断变化，没有任何设计是可以保持一成不变的，所以这里的重构方法，不需要等到特定的时间和特定的规划再去进行，重构应该是融入在日常开发当中，随时随地都在进行的
3：拆解大类
说明：随着需求越来越多，原来设计的对象承担的职责也会不断的增多（方法，属性等……），如果不加以使用重构的手段来控制对象的边界（职责，功能），那么代码最终就会变得过于复杂，难以阅读和理解，最终演化成技术债，代码腐烂，从而导致项目最终的失败。
使用场景：当一个类变的过于庞大，并且承担很多不属于它的职责（通过类名来辨识）的时候，创建新类的分担它的工作
示例一
这里的
Person承担的过多的职责，我们把不属于它职责范围的函数抽离出来，从而保证对象上下文的清晰，拆解过程如下：
实际代码如下：
public class Person {
private String name;
private String sex;
private String age;
private String officeAreaCode;
private String officeNumber;
//... 省略 get/set 代码...
}
Person 的类图看起来是这样的：
显然
Person做了很多不属于自己的事情（现实情况往往要惨的多），想要分解的
Person的话，我们可以这样做：
- 识别 Person 的职责，然后创建一个
TelePhoneNumber
对象进行分担 - 将关联字段和函数迁移到
TelePhoneNumber
类中 - 进行单元测试
当我们拆解后，新建的
TelePhoneNumber类代码如下：
public class TelePhoneNumber {
private String officeAreaCode;
private String officeNumber;
//... 省略 get/set 代码...
}
这时候
Person对象的职责就简单和清晰很多了，对象结构如下：
TelePhoneNumber对接结构图如下：
总结
拆解大类，是常见的重构技术手段，其最终目的都是保证每个对象的大小，职责都趋向合理。就像我们工作中如果有一个人太忙，那么就找一个人帮他分担就好了。
4：合并小类
说明：这里是和 拆解大类 逻辑完全相反的的技巧
说用场景：如果一个类没有做太多的事情，就要考虑把它和相似的类合并在一起，这样做的目的是：
- 尽可能保证和控制每个类的职责在一个合理的范围之内
- 类过大就使用 拆解大类 的手法
- 类太小就使用 合并小类 的手法
示例一
我们还是用上面的
Person和
TelePhoneNumber类举例，合并过程如下：
上图可以看到
Person在本身属性很少的情况下，又拆分了
TelePhoneNumber类，这属于典型的过度拆分了。就需要使用合手法，将散乱在各地临散的类进行合并。代码如下：
class Person {
// Person 职责很少，没必要拆解为 2 个类
private String name;
private String age;
// ...
}
class TelePhoneNumber {
private String phoneNumber;
// ...
}
我们把
Person和
TelePhoneNumber进行合并，然后可以移除
TelePhoneNumber，
Person的最终代码如下：
public class Person {
// Person 看上去更加合理了
private String name;
private String age;
private String phoneNumber;
// ... do some
}
总结
如果类很小，那么就要考虑将它合并，从而让临近的类的职责更加合理
5：隐藏委托关系
说明：委托关系是指，必须通过 A 类才能调用另一个 B 类对象
使用场景：当只有个别函数需要通过关联方式获取的时候，使用隐藏委托模式，让调用关系更加简单
示例一
我们先看看委托模式的代码，我们使用一个
Person和
Department类来举例，代码如下：
public class Person {
Department department;
// 获取所属部门
public Department getDepartment() {
return department;
}
}
class Department {
private String chargeCode;
private Person manage;
public Department(Person manage) {
this.manage = manage;
}
// 需要通过 Department 才能找到部门 Manage
public Person getManage() {
return manage;
}
}
以上代码设计看上去没有问题，但是当我想要获取某一个
Person对象的所属经理的时候，我就需要先获取
Person的
Department对象，然后在
Department中才能调用
getManager()函数，代码看起来就会很别扭，如下：
Person john = new Person(); // 委托模式：需要通过 Department 委托对象才能获取 Person 想要的数据 Person manage = john.getDepartment().getManage();
这样的类结构设计会存在以下几个问题：
- 违背 OOP 的封装原则，封装的原则意味类尽可能的少对外的暴露信息
- 调用方需要去理解
Person
和Department
的依赖关系，才能拿到getManage()
信息 - 如果委托关系发生变化，那么调用方也需要修改代码
我们可以在
Person中隐藏这层委托关系，从而让
Person可以直接获取
getManage()，我们在
Person加入以下代码：
public class Person {
Department department;
public Person getManage() {
return department.getManage();
}}
这里看到 Person 有两处修改：
- 隐藏
department.getManage()
委托关系 - 移除
getDepartment()
函数
最终获取 Person 的 getManage() 显示更加直接，代码如下：
// 然后改用新函数获取 Person 的 Manage Person manage = john.getManage();
总结
如果 只有少数函数 需要依赖委托关系获取的时候，可以使用 隐藏委托关系 的重构手法来让类关系和调用变的简单。
6：移除中间人
说明：这是 隐藏委托关系 这个技巧的反例
使用场景：当有过多函数需要委托的时候，不建议继续隐藏委托模式，直接让调用方调用目标类，代码反而更简洁
示例一
我们上面的代码通过在
Person建立隐藏的委托模式，如下：
public Person getManage() {
return department.getManage();
}
通过这种方式来简化对象关系的调用，但是再想想，在后续的需求迭代中，
Department也在不断增加特性，如果
Department每个新增的特性，都需要通过
Person来进行委托的话，那么代码看起来就像这样：
class Department {
private String chargeCode;
private Person manage;
// 部门不断发展，新增不少角色
private Person captain;
private Person groupLeader;
// 省略获取部门角色的方法....
}
所以每当
Department增加角色，
Person都要修改代码来继续隐藏委托模式，
Person代码如下：
class Person {
Department department;
public Person getManage() {
return department.getManage();
}
// 兼容 Department 新增的委托模式
public Person getCaptain() {
return department.getCaptain();
}
public Person getGroupLeader() {
return department.getGroupLeader();
}
}
所以 当有过多函数委托 的时候，倒不如移除
Person这个简单的中间人，让对象直接调用
Department，区别如下：
// 通过委托模式获取 Person manage = john.getManage(); Person captain = john.getCaptain(); Person groupLeader = john.getGroupLeader(); // 移除中间人获取 Person manage = john.getDepartment().getManage(); Person captain = john.getDepartment().getCaptain(); Person groupLeader = john.getDepartment().getGroupLeader();
这样做的好处就是
Person的代码量大大减少，移除中间人后的
Person类：
public class Person {
// 当委托工作变的非常重的时候，解除委托关系，可以让 Person 获得解放
Department department;
public Department getDepartment() {
return department;
}
}
总结
- 当需要委托的特性越多，隐藏委托模式就显得没有必要，直接调用提供人代码会更简单
- 如果只有简单的委托特性，建议使用隐藏委托关系
7：扩展工具类
使用场景：当系统工具库无法满足你需求的时候，但是你又无法修改它（例如
Date类），那么你可以封装和扩展它，来让它具备你需要的新特性。
示例一
例如我们有一段处理时间的函数，
Date工具类似乎并没有提供这样的方法，我们自己实现了，代码如下：
Date previousEnd = new Date(); Date newStart = new Date(previousEnd.getYear(), previousEnd.getMonth(), previousEnd.getDate() + 1);
以上
newStart实现的方式有以下几个问题：
- 表达式难以阅读
- 无法复用
我们使用 扩展工具类 的方式，可以把程序重构为以下这样：
Date previousEnd = new Date();
Date newStart = nextDay(previousEnd);
// 提炼一个函数，作为 Date 类的扩展函数方法
public static Date nextDay(Date arg) {
return new Date(arg.getYear(), arg.getMonth(), arg.getDate() + 1);
}
总结
- 通过扩展工具类，为工具类增强更多的功能，从而满足业务的需求
- 如果有可能（获取修改工具类的权限），那么可以考虑把扩展函数搬到工具类内部，让更多人复用
8：增强工具类
使用场景：当你无法修改工具类（通常都无法修改），并且只有个别函数需要扩展的时候，那么使用 扩展工具类 没有任何问题，只要少量的代码就可以满足功能需求，但是这种扩展是一次性的，例如扩展的
nextDay()函数，无法被其他类复用。所以我们需要用增强工具类来解决这个问题
示例一
我们还是使用上面的
nextDay()扩展函数来举例，假如这个函数会经常被用到，那么我们就需要增强它，做法如下：
- 新建一个扩展类，然后继承工具类（例如
Date
） - 在扩展类内实现扩展函数，例如
nextDay()
代码如下：
public class StrongDate extends Date {
// 提炼一个函数，作为 Date 类的扩展函数方法
public static Date nextDay(Date arg) {
return new Date(arg.getYear(), arg.getMonth(), arg.getDate() + 1);
}
// ... 这里还可以做更多扩展
}
调用方使用方式：
Date previousEnd = new Date(); Date newStart = StrongDate.nextDay(previousEnd);
总结
- 工具类的扩展函数会经常被复用，建议使用 增强工具类 的方式重构显然更加的合适
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