代码重构（二）25种代码优化示例

前言

什么样的代码是好代码呢？好的代码应该命名规范、可读性强、扩展性强、健壮性......而不好的代码又有哪些典型特征呢？

1. Duplicated Code （重复代码）

重复代码就是不同地点，有着相同的程序结构。一般是因为需求迭代比较快，开发小伙伴担心影响已有功能，就复制粘贴造成的。重复代码很难维护的，如果要修改其中一段的代码逻辑，就需要修改多次，很可能出现遗漏的情况。

如何优化重复代码呢？分三种情况讨论：

同一个类的两个函数含有相同的表达式

class A {public void method1() {doSomething1doSomething2doSomething3}public void method2() {doSomething1doSomething2doSomething4}
}

优化手段：可以使用Extract Method(提取公共函数)抽出重复的代码逻辑，组成一个公用的方法。

class A {public void method1() {commonMethod();doSomething3}public void method2() {commonMethod();doSomething4}public void commonMethod(){doSomething1doSomething2}
}

两个互为兄弟的子类内含相同的表达式

class A extend C {public void method1() {doSomething1doSomething2doSomething3}
}class B extend C {public void method1() {doSomething1doSomething2doSomething4}
}

优化手段：对两个类都使用Extract Method(提取公共函数)，然后把抽取出来的函数放到父类中。

class C {public void commonMethod(){doSomething1doSomething2}
}
class A extend C {public void method1() {commonMethod();doSomething3}
}class B extend C {public void method1() {commonMethod();doSomething4}
}

两个毫不相关的类出现重复代码

如果是两个毫不相关的类出现重复代码，可以使用Extract Class将重复代码提炼到一个类中。这个新类可以是一个普通类，也可以是一个工具类，看具体业务怎么划分吧。

2. Long Method (长函数)

长函数是指一个函数方法几百行甚至上千行，可读性大大降低，不便于理解。反例如下：

public class Test {private String name;private Vector<Order> orders = new Vector<Order>();public void printOwing() {//print bannerSystem.out.println("****************");System.out.println("*****customer Owes *****");System.out.println("****************");//calculate totalAmountEnumeration env = orders.elements();double totalAmount = 0.0;while (env.hasMoreElements()) {Order order = (Order) env.nextElement();totalAmount += order.getAmout();}//print detailsSystem.out.println("name:" + name);System.out.println("amount:" + totalAmount);......}
}

可以使用Extract Method，抽取功能单一的代码段，组成命名清晰的小函数，去解决长函数问题，正例如下:

public class Test {private String name;private Vector<Order> orders = new Vector<Order>();public void printOwing() {//print bannerprintBanner();//calculate totalAmountdouble totalAmount = getTotalAmount();//print detailsprintDetail(totalAmount);}void printBanner(){System.out.println("****************");System.out.println("*****customer Owes *****");System.out.println("****************");}double getTotalAmount(){Enumeration env = orders.elements();double totalAmount = 0.0;while (env.hasMoreElements()) {Order order = (Order) env.nextElement();totalAmount += order.getAmout();}return totalAmount;}void printDetail(double totalAmount){System.out.println("name:" + name);System.out.println("amount:" + totalAmount);}}

3. Large Class (过大的类)

一个类做太多事情，维护了太多功能，可读性变差，性能也会下降。举个例子，订单相关的功能放到一个类A里面，商品库存相关的也放在类A里面，积分相关的还放在类A里面...反例如下：

Class A{public void printOrder(){System.out.println("订单");}public void printGoods(){System.out.println("商品");}public void printPoints(){System.out.println("积分");}
}

试想一下，乱七八糟的代码块都往一个类里面塞，还谈啥可读性。应该按单一职责，使用Extract Class把代码划分开，正例如下：

Class Order{public void printOrder(){System.out.println("订单");}
}Class Goods{public void printGoods(){System.out.println("商品");}
}Class Points{   public void printPoints(){System.out.println("积分");}}
}

4. Long Parameter List (过长参数列)

方法参数数量过多的话，可读性很差。如果有多个重载方法，参数很多的话，有时候都不知道调哪个呢。并且，如果参数很多，做新老接口兼容处理也比较麻烦。

public void getUserInfo（String name,String age,String sex,String mobile){// do something ...
}

如何解决过长参数列问题呢？将参数封装成结构或者类，比如将参数封装成一个DTO类，如下：

public void getUserInfo（UserInfoParamDTO userInfoParamDTO){// do something ...
}class UserInfoParamDTO{private String name;private String age; private String sex;private String mobile;
}

5. Divergent Change （发散式变化）

对程序进行维护时，如果添加修改组件, 要同时修改一个类中的多个方法, 那么这就是 Divergent Change。举个汽车的例子，某个汽车厂商生产三种品牌的汽车：BMW、Benz和LaoSiLaiSi，每种品牌又可以选择燃油、纯电和混合动力。反例如下：

public class Car {private String name;void start(Engine engine) {if ("HybridEngine".equals(engine.getName())) {System.out.println("Start Hybrid Engine...");} else if ("GasolineEngine".equals(engine.getName())) {System.out.println("Start Gasoline Engine...");} else if ("ElectricEngine".equals(engine.getName())) {System.out.println("Start Electric Engine");}}void drive(Engine engine,Car car) {this.start(engine);System.out.println("Drive " + getBrand(car) + " car...");}String getBrand(Car car) {if ("Baoma".equals(car.getName())) {return "BMW";} else if ("BenChi".equals(car.getName())) {return "Benz";} else if ("LaoSiLaiSi".equals(car.getName())) {return "LaoSiLaiSi";}return null;}}

如果新增一种品牌新能源电车，然后它的启动引擎是核动力呢，那么就需要修改Car类的start和getBrand方法，这就是代码坏味道：Divergent Change （发散式变化）。

如何优化呢？一句话总结：拆分类，将总是一起变化的东西放到一块。

运用提炼类(Extract Class) 拆分类的行为。
如果不同的类有相同的行为，提炼超类(Extract Superclass) 和提炼子类(Extract Subclass)。

正例如下：

因为Engine是独立变化的，所以提取一个Engine接口，如果新加一个启动引擎，多一个实现类即可。如下：

//IEngine
public interface IEngine {void start();
}public class HybridEngineImpl implements IEngine { @Overridepublic void start() {System.out.println("Start Hybrid Engine...");}
}

因为drive方法依赖于Car，IEngine，getBand方法;getBand方法是变化的，也跟Car是有关联的，所以可以搞个抽象Car的类，每个品牌汽车继承于它即可，如下

public abstract class AbstractCar {protected IEngine engine;public AbstractCar(IEngine engine) {this.engine = engine;}public abstract void drive();
}//奔驰汽车
public class BenzCar extends AbstractCar {public BenzCar(IEngine engine) {super(engine);}@Overridepublic void drive() {this.engine.start();System.out.println("Drive " + getBrand() + " car...");}private String getBrand() {return "Benz";}
}//宝马汽车
public class BaoMaCar extends AbstractCar {public BaoMaCar(IEngine engine) {super(engine);}@Overridepublic void drive() {this.engine.start();System.out.println("Drive " + getBrand() + " car...");}private String getBrand() {return "BMW";}
}

细心的小伙伴，可以发现不同子类BaoMaCar和BenzCar的drive方法，还是有相同代码，所以可以再扩展一个抽象子类，把drive方法推进去，如下:

public abstract class AbstractRefinedCar extends AbstractCar {public AbstractRefinedCar(IEngine engine) {super(engine);}@Overridepublic void drive() {this.engine.start();System.out.println("Drive " + getBrand() + " car...");}abstract String getBrand();
}//宝马
public class BaoMaRefinedCar extends AbstractRefinedCar {public BaoMaRefinedCar(IEngine engine) {super(engine);}@OverrideString getBrand() {return  "BMW";}
}

如果再添加一个新品牌，搞个子类，继承AbstractRefinedCar即可，如果新增一种启动引擎，也是搞个类实现IEngine接口即可

6. Shotgun Surgery（散弹式修改）

当实现某个小功能时，需要在很多不同的类做出小修改。这就是Shotgun Surgery（散弹式修改）。它跟发散式变化(Divergent Change)的区别就是，它指的是同时对多个类进行单一的修改，发散式变化指在一个类中修改多处。反例如下：

public class DbAUtils {@Value("${db.mysql.url}")private String mysqlDbUrl;...
}public class DbBUtils {@Value("${db.mysql.url}")private String mysqlDbUrl;...
}

多个类使用了db.mysql.url这个变量，如果将来需要切换mysql到别的数据库，如Oracle，那就需要修改多个类的这个变量！

如何优化呢？将各个修改点，集中到一起，抽象成一个新类。

可以使用 Move Method （搬移函数）和 Move Field （搬移字段）把所有需要修改的代码放进同一个类，如果没有合适的类，就去new一个。

正例如下：

public class DbUtils {@Value("${db.mysql.url}")private String mysqlDbUrl;...
}

7. Feature Envy (依恋情节)

某个函数为了计算某个值，从另一个对象那里调用几乎半打的取值函数。通俗点讲，就是一个函数使用了大量其他类的成员，有人称之为红杏出墙的函数。反例如下：

public class User{private Phone phone;public User(Phone phone){this.phone = phone;}public void getFullPhoneNumber(Phone phone){System.out.println("areaCode:" + phone.getAreaCode());System.out.println("prefix：" + phone.getPrefix());System.out.println("number：" + phone.getNumber());}
}

如何解决呢？在这种情况下，可以考虑将这个方法移动到它使用的那个类中。例如，要将getFullPhoneNumber()从User类移动到Phone类中，因为它调用了Phone类的很多方法。

8. Data Clumps（数据泥团）

数据项就像小孩子，喜欢成群结队地呆在一块。如果一些数据项总是一起出现的，并且一起出现更有意义的，就可以考虑，按数据的业务含义来封装成数据对象。反例如下：

public class User {private String firstName;private String lastName;private String province;private String city;private String area;private String street;
}

正例：

public class User {private UserName username;private Adress adress;
}class UserName{private String firstName;private String lastName;
}
class Address{private String province;private String city;private String area;private String street;
}

9. Primitive Obsession （基本类型偏执)

多数编程环境都有两种数据类型，结构类型和基本类型。这里的基本类型，如果指Java语言的话，不仅仅包括那八大基本类型哈，也包括String等。如果是经常一起出现的基本类型，可以考虑把它们封装成对象。它有点像Data Clumps（数据泥团）举个反例如下：

// 订单
public class Order {private String customName;private String address;private Integer orderId;private Integer price;
}

正例：

// 订单类
public class Order {private Custom custom;private Integer orderId;private Integer price;
}
// 把custom相关字段封装起来，在Order中引用Custom对象
public class Custom {private String name;private String address;
}

当然，这里不是所有的基本类型，都建议封装成对象，有关联或者一起出现的，才这么建议哈。

10. Switch Statements （Switch 语句）

这里的Switch语句，不仅包括Switch相关的语句，也包括多层if...else的语句哈。很多时候，switch语句的问题就在于重复，如果为它添加一个新的case语句，就必须找到所有的switch语句并且修改它们。

示例代码如下：

String medalType = "guest";
if ("guest".equals(medalType)) {System.out.println("嘉宾勋章");
} else if ("vip".equals(medalType)) {System.out.println("会员勋章");
} else if ("guard".equals(medalType)) {System.out.println("守护勋章");
}
...

这种场景可以考虑使用多态优化：

//勋章接口
public interface IMedalService {void showMedal();
}//守护勋章策略实现类
public class GuardMedalServiceImpl implements IMedalService {@Overridepublic void showMedal() {System.out.println("展示守护勋章");}
}
//嘉宾勋章策略实现类
public class GuestMedalServiceImpl implements IMedalService {@Overridepublic void showMedal() {System.out.println("嘉宾勋章");}
}//勋章服务工厂类
public class MedalServicesFactory {private static final Map<String, IMedalService> map = new HashMap<>();static {map.put("guard", new GuardMedalServiceImpl());map.put("vip", new VipMedalServiceImpl());map.put("guest", new GuestMedalServiceImpl());}public static IMedalService getMedalService(String medalType) {return map.get(medalType);}
}

当然，多态只是优化的一个方案，一个方向。如果只是单一函数有些简单选择示例，并不建议动不动就使用动态，因为显得有点杀鸡使用牛刀了。

11. Parallel Inheritance Hierarchies（平行继承体系）

平行继承体系其实算是Shotgun Surgery的特殊情况。当为A类的一个子类Ax，也必须为另一个类B相应的增加一个子类Bx。

解决方法：遇到这种情况，就要消除两个继承体系之间的引用，有一个类是可以去掉继承关系的。

12. Lazy Class (冗赘类)

把这些不再重要的类里面的逻辑，合并到相关类，删掉旧的。一个比较常见的场景就是，假设系统已经有日期工具类DateUtils，有些小伙伴在开发中，需要用到日期转化等，不管三七二十一，又自己实现一个新的日期工具类。

13. Speculative Generality(夸夸其谈未来性)

尽量避免过度设计的代码。例如：

只有一个if else，那就不需要班门弄斧使用多态;
如果某个抽象类没有什么太大的作用，就运用Collapse Hierarchy（折叠继承体系）

如果函数的某些参数没用上，就移除。

14. Temporary Field(令人迷惑的临时字段)

某个实例变量仅为某种特定情况而定而设，这样的代码就让人不易理解，称之为Temporary Field(令人迷惑的临时字段)。反例如下:

public class PhoneAccount {private double excessMinutesCharge;private static final double RATE = 8.0;public double computeBill(int minutesUsed, int includedMinutes) {excessMinutesCharge = 0.0;int excessMinutes = minutesUsed - includedMinutes;if (excessMinutes >= 1) {excessMinutesCharge = excessMinutes * RATE;}return excessMinutesCharge;}public double chargeForExcessMinutes(int minutesUsed, int includedMinutes) {computeBill(minutesUsed, includedMinutes);return excessMinutesCharge;}
}

思考一下，临时字段excessMinutesCharge是否多余呢？

15. Message Chains (过度耦合的消息链)

当看到用户向一个对象请求另一个对象，然后再向后者请求另一个对象，然后再请求另一个对象...这就是消息链。实际代码中，看到的可能是一长串getThis()或一长串临时变量。反例如下：

A.getB().getC().getD().getTianLuoBoy().getData();

A想要获取需要的数据时，必须要知道B，又必须知道C,又必须知道D...其实A需要知道得太多，回头想下封装性，嘻嘻。其实可以通过拆函数或者移动函数解决，比如由B作为代理，搞个函数直接返回A需要数据。

16. Middle Man （中间人）

对象的基本特征之一就是封装，即对外部世界隐藏其内部细节。封装往往伴随委托，过度运用委托就不好：某个类接口有一半的函数都委托给其他类。可以使用Remove Middle Man优化。反例如下：

A.B.getC(){return C.getC();
}

其实，A可以直接通过C去获取C，而不需要通过B去获取。

17. Inappropriate Intimacy（狎昵关系）

如果两个类过于亲密，过分狎昵，你中有我，我中有你，两个类彼此使用对方的私有的东西，就是一种坏代码味道。称之为Inappropriate Intimacy（狎昵关系）

建议尽量把有关联的方法或属性抽离出来，放到公共类，以减少关联。

18. Alternative Classes with Different Interfaces （异曲同工的类）

A类的接口a，和B类的接口b，做的的是相同一件事，或者类似的事情。就把A和B叫做异曲同工的类。

可以通过重命名，移动函数，或抽象子类等方式优化

19. Incomplete Library Class (不完美的类库)

大多数对象只要够用就好，如果类库构造得不够好，不可能修改其中的类使它完成我们希望完成的工作。可以酱紫：包一层函数或包成新的类。

20. Data Class （纯数据类）

什么是Data Class? 它们拥有一些字段，以及用于访问(读写)这些字段的函数。这些类很简单，仅有公共成员变量，或简单操作的函数。

如何优化呢？将相关操作封装进去，减少public成员变量。比如：

如果拥有public字段->Encapsulate Field
如果这些类内含容器类的字段，应该检查它们是不是得到了恰当地封装->Encapsulate Collection封装起来

对于不该被其他类修改的字段->Remove Setting Method->找出取值/设置函数被其他类运用的地点->Move Method把这些调用行为搬移到Data Class来。如果无法搬移整个函数，就运用Extract Method产生一个可被搬移的函数->Hide Method把这些取值/设置函数隐藏起来。

21. Refused Bequest （被拒绝的馈赠）

子类应该继承父类的数据和函数。子类继承得到所有函数和数据，却只使用了几个，那就是继承体系设计错误，需要优化。

需要为这个子类新建一个兄弟类->Push Down Method和Push Down Field把所有用不到的函数下推给兄弟类，这样一来，超类就只持有所有子类共享的东西。所有超类都应该是抽象的。
如果子类复用了超类的实现，又不愿意支持超类的接口，可以不以为然。但是不能胡乱修改继承体系->Replace Inheritance with Delegation(用委派替换继承).

22. Comments (过多的注释)

这个点不是说代码不建议写注释哦，而是，建议大家避免用注释解释代码，避免过多的注释。这些都是常见注释的坏味道：

多余的解释
日志式注释

用注释解释变量等
...

如何优化呢？

方法函数、变量的命名要规范、浅显易懂、避免用注释解释代码。
关键、复杂的业务，使用清晰、简明的注释

23. 神奇命名

方法函数、变量、类名、模块等，都需要简单明了，浅显易懂。避免靠自己主观意识瞎起名字。

反例：

boolean test = chenkParamResult(req);

正例：

boolean isParamPass = chenkParamResult(req);

24. 神奇魔法数

日常开发中，经常会遇到这种代码：

if(userType==1){//doSth1
}else If( userType ==2){//doSth2
}
...

代码中的这个1和2都表示什么意思呢？再比如setStatus(1)中的1又表示什么意思呢？看到类似坏代码，可以这两种方式优化：

新建个常量类，把一些常量放进去，统一管理，并且写好注释；
建一个枚举类，把相关的魔法数字放到一起管理。

25. 混乱的代码层次调用

代码一般会分dao层、service层和controller层。

dao层主要做数据持久层的工作，与数据库打交道。
service层主要负责业务逻辑处理。

controller层负责具体的业务模块流程的控制。

所以一般就是controller调用service，service调dao。如果在代码看到controller直接调用dao，那可以考虑是否优化。反例如下：

@RestController("user")
public class UserController {Autowiredprivate UserDao userDao;@RequestMapping("/queryUserInfo")public String queryUserInfo(String userName) {return userDao.selectByUserName(userName);}
}