关于“明显没有bug的代码”的一些拙见

以前听过过一个有趣的说法：不要编写没有明显bug的代码，要去编写明显没有bug的代码。这里提到的两个概念：“没有明显bug的代码”和“明显没有bug的代码”。同样的文字，只是调换了下顺序，表达的就是完全不同的概念了。前者“没有明显bug的代码”大概是最常见的代码了，特征就是：

每段程序看起来合理，但结果就是不对
程序看起来复杂、奇怪，但就是可以正常运行
天书一般的程序
待补充

平时工作中到处缝缝补补的代码大概就是这种代码吧。背后的原因一般比较复杂，有时还不可追溯，项目工期紧，人员交接等等都有可能。因此，与其思考“如何避免没有明显bug的代码”，还不如思考“如何写出明显没有bug的代码”。本文就何为“明显没有bug的代码”总结一些个人的思的胡思乱想，阐述这类代码的几个特征。

特征1：代码简短

“明显没有xx”意味着一眼能看出来，而“一眼”这个条件就有很大的限制。如果给我一个函数，包含1000多行代码，我鼠标滚轮要滚好久，才能过完一遍代码，那么这种代码一定不是“明显没有bug的代码”。那么，反过来说，“明显没有bug的代码”一定是短小的代码。比如，Java中的Objects.equals方法：

public static boolean equals(Object a, Object b) {return (a == b) || (a != null && a.equals(b));
}

这一段代码简短到，代码跟功能定义的文字篇幅差不多，连写文档注释的必要都没有了。还有一个更极端的例子是Java的Objects.isNull方法：

public static boolean isNull(Object obj) {return obj == null;
}

简直就是一段“废话”。

特征2：功能完整且连贯

“一眼能看出”还意味着功能不能太分散，如果一个功能，分散在十多个函数或文件中，那么看这段功能就得在很多代码片段中跳来跳去，这个就需要开发者来阅读代码时充当一个“人肉解释器”的角色，在大脑中把各个代码片段组合起来才能明白整个流程和细节，这无疑降低阅读代码的效率，bug也容易隐藏在各个代码片段的“缝隙”中。举个常见的例子：在图形界面应用中，用户登录后，弹出登录成功的提示，然后关闭登录页面。一种普通的实现是：

//1. 在登录按钮触发登录操作
loginButton.setOnClickListener(v -> controller.login(username, poassword))//2. 在登录成功的回调中展示弹窗
public void onLoginSuccess(User user){LoginSuccessDialog.show("login success")
}//3. 在失败的回调中展示错误信息
public void onLoginFailed(String errorMsg){MessageDialog.showMessage(errorMsg);
}//4. 在LoginSuccessDialog确认后关闭页面
public void onLoginDialogConfirmed(){loginPage.close();
}

看上去好像解耦很不错，但功能都变得七零八落。要拼凑出完整的功能大概得仔细阅读整段代码，更别提“一眼看出”了。那么一眼能看出的代码大概长啥样呢？我想，大概是这样：

loginButton.setOnClickListener(v -> {controller.login(username, poassword).onSuccess(user ->LoginSuccessDialog.总而言之，解耦需谨慎，不要因过度解耦而牺牲了内聚性和连贯性。show("login success").onConfirmed(() -> loginPage.close())).onFailed(errorMsg ->MessageDialog.showMessage(errorMsg));
});

这是对该视图流程的一个连贯的描述，而且篇幅更短。至于获取到用户数据存储到本地数据库、通知其他页面更新等操作，跟当前视图没有关系，也就不需要放在这段代码里。总而言之，解耦需谨慎，不要因过度解耦而牺牲了内聚性和连贯性。

特征3：良好的表达

代码的篇幅得到控制后，要让人一眼看懂，还需要容易理解才行。设计心理学提出“设计传达所有必要的信息，创造一个良好的系统概念模型，引导用户理解系统状态，带来掌控感”。程序设计也是如此，代码是程序功能的文本表达，需要传达对应信息来让人产生该功能正确的概念模型。

以一个常见的上传图片的弹窗为例，思考一个菜单弹窗，包含取消和两个功能按钮：从相册选择和拍照上传，例如下图这样。

那么对应的代码可以表达为：

MenuDialog.create().withAction("拍照上传", dialog -> {takePhoto();}).withAction("本地上传", dialog -> {chooseFromGallery();}).onCancel(() -> {//do something}).show();

或者

MenuDialog.create().withAction("拍照上传", controller::takePhoto).withAction("本地上传", controller::chooseFromGallery).onCancel(() -> {//do something}).show();

没有多余的代码，该有的信息都表达到位，而且和实际功能有良好的对应关系。

4. 特征4：可验证正确性

代码可以让人一眼看懂之后，那么判断其有没有bug，还有一个重要前提：这个代码是有正确性可言的，可以被验证。

例如，来看下面这段随意的代码：

int type;
boolean isClosed;void doSomething(String text) {if (type == 0) {if (isClosed) {println(text);} else {error("something wrong");}} else if (type == 1) {//do something}
}

这段程序简短、易读，但是doSomething函数的行为依赖两个外部变量，而这两个外部变量又容易被其他地方随意改动。比如，type的定义域为1、2、3，但如果type新增类型4的时候或者被错误地赋值为-1的时候，这个doSomething函数的行为还是正确的吗？doSomething函数的正确性依赖于type变量的正确性，那么又依赖于读写type变量的程序的正确性，这样的程序是难以验证的。而且，对上下文依赖越多的程序，越难以产生明确的定义，因为这个定义也依赖上下文的定义。定义不明确，更难以验证内容的正确性。

相比之下，Objects.equals和Objects.isNull方法有着明确的定义，而且不受上下文影响，可以一眼就看出对错。而下面这段代码：

MenuDialog.create().withAction("拍照上传", controller::takePhoto).withAction("本地上传", controller::chooseFromGallery).onCancel(() -> {//do something}).show();

表达明确，可以快速判断出程序行为是否正确、符合期望。即便MenuDialog出现异常，或者takePhoto和chooseFromGallery出了什么问题，也不需要来修改这段程序。

不过，程序验证是一个有点高深的科研方向，要严格验证一个程序的正确性是很困难的一件事，不过我们仍然可以试着去编写一些“看起来”正确的程序。（利用函数式编程思想写出来的代码通常容易验证一些）