详解如何把Java中if-else代码重构成高质量代码

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：

 //举例一：异常逻辑处理例子
Object obj = getObj();
if (obj != null) {
  //do something
}else{
  //do something
}

//举例二：状态处理例子
Object obj = getObj();
if (obj.getType == 1) {
  //do something
}else if (obj.getType == 2) {
  //do something
}else{
  //do something
}

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：

double disablityAmount(){
  if(_seniority < 2)
    return 0;

  if(_monthsDisabled > 12)
    return 0;

  if(_isPartTime)
    return 0;

  //do somethig

}

重构后：

 double disablityAmount(){
  if(_seniority < 2 || _monthsDisabled > 12 || _isPartTime)
    return 0;

  //do somethig
}

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：

 double getPayAmount(){
  double result;
  if(_isDead) {
    result = deadAmount();
  }else{
    if(_isSeparated){
      result = separatedAmount();
    }
    else{
      if(_isRetired){
        result = retiredAmount();
      else{
        result = normalPayAmount();
      }
    }
  }
  return result;

重构后：

 double getPayAmount(){
  if(_isDead)
    return deadAmount();

  if(_isSeparated)
    return separatedAmount();

  if(_isRetired)
    return retiredAmount();

  return normalPayAmount();
}

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：

 public double getAdjustedCapital(){
  double result = 0.0;
  if(_capital > 0.0 ){
    if(_intRate > 0 && _duration >0){
      resutl = (_income / _duration) *ADJ_FACTOR;
    }
  }
  return result;
}

第一步，运用第一招:减少嵌套和移除临时变量：

 public double getAdjustedCapital(){
  if(_capital <= 0.0 ){
    return 0.0;
  }
  if(_intRate > 0 && _duration >0){
    return (_income / _duration) *ADJ_FACTOR;
  }
  return 0.0;
}

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：

 public double getAdjustedCapital(){
  if(_capital <= 0.0 ){
    return 0.0;
  }
  if(_intRate <= 0 || _duration <= 0){
    return 0.0;
  }

  return (_income / _duration) *ADJ_FACTOR;
}

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：

  /* 查找年龄大于18岁且为男性的学生列表 */
  public ArrayList<Student> getStudents(int uid){
    ArrayList<Student> result = new ArrayList<Student>();
    Student stu = getStudentByUid(uid);
    if (stu != null) {
      Teacher teacher = stu.getTeacher();
      if(teacher != null){
        ArrayList<Student> students = teacher.getStudents();
        if(students != null){
          for(Student student : students){
            if(student.getAge() > = 18 && student.getGender() == MALE){
              result.add(student);
            }
          }
        }else {
          logger.error("获取学生列表失败");
        }
      }else {
        logger.error("获取老师信息失败");
      }
    } else {
      logger.error("获取学生信息失败");
    }
    return result;
  }

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：

  /* 查找年龄大于18岁且为男性的学生列表 */
  public ArrayList<Student> getStudents(int uid){
    ArrayList<Student> result = new ArrayList<Student>();
    Student stu = getStudentByUid(uid);
    if (stu == null) {
      logger.error("获取学生信息失败");
      return result;
    }

    Teacher teacher = stu.getTeacher();
    if(teacher == null){
      logger.error("获取老师信息失败");
      return result;
    }

    ArrayList<Student> students = teacher.getStudents();
    if(students == null){
      logger.error("获取学生列表失败");
      return result;
    }

    for(Student student : students){
      if(student.getAge() > 18 && student.getGender() == MALE){
        result.add(student);
      }
    }
    return result;
  }

 状态处理型重构方法实例一

重构前：

double getPayAmount(){
  Object obj = getObj();
  double money = 0;
  if (obj.getType == 1) {
    ObjectA objA = obj.getObjectA();
    money = objA.getMoney()*obj.getNormalMoneryA();
  }
  else if (obj.getType == 2) {
    ObjectB objB = obj.getObjectB();
    money = objB.getMoney()*obj.getNormalMoneryB()+1000;
  }
}

重构后：

 double getPayAmount(){
  Object obj = getObj();
  if (obj.getType == 1) {
    return getType1Money(obj);
  }
  else if (obj.getType == 2) {
    return getType2Money(obj);
  }
}

double getType1Money(Object obj){
  ObjectA objA = obj.getObjectA();
  return objA.getMoney()*obj.getNormalMoneryA();
}

double getType2Money(Object obj){
  ObjectB objB = obj.getObjectB();
  return objB.getMoney()*obj.getNormalMoneryB()+1000;
}

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：

 double getSpeed(){
  switch(_type){
    case EUROPEAN:
      return getBaseSpeed();
    case AFRICAN:
      return getBaseSpeed()-getLoadFactor()*_numberOfCoconuts;
    case NORWEGIAN_BLUE:
      return (_isNailed)?0:getBaseSpeed(_voltage);
  }
}

重构后：

 class Bird{
  abstract double getSpeed();
}

class European extends Bird{
  double getSpeed(){
    return getBaseSpeed();
  }
}

class African extends Bird{
  double getSpeed(){
    return getBaseSpeed()-getLoadFactor()*_numberOfCoconuts;
  }
}

class NorwegianBlue extends Bird{
  double getSpeed(){
    return (_isNailed)?0:getBaseSpeed(_voltage);
  }
}

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！！

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