不要if else的编程

Michael Feathers

本文作者介绍[Michael Feathers]

Michael Feathers是Object Mentor International公司的技术顾问。他的工作不仅是技术开发,他还参与对世界各地技术团队进行培训、指导等工作。他曾开发了将JUnit迁移到 C++的CppUnit的初始部分,还有FitCpp——一个C++版的FIT基础测试框架。他是《Working Effectively with Legacy Code》一书的作者。

条件控制是编程中与生俱来的一种结构,但对于我来说,除了给我带来麻烦外,没有发现任何的用处。一次又一次,我不断发现,越少的if语句,越少的 switch语句,越少的循环,就会是越好的代码。通常这其中的原因是程序员用编程语言实现了更好的抽象归纳。他们并不是有意识的避免使用控制结构。但他 们确实做到了这些。

如果是使用一种面向对象编程语言,我们可以用多态(polymorphism)来代替switch。同样的技巧也能用在if语句上,但如果逻辑太简 单,这样做就有点得不偿失。当使用一种有函数式特征的编程语言时,大部分的循环执行任务我们都可以用map,filter,fold等实现。控制结构最终 从代码中消失,这是对代码大有好处的事。

条件控制结构的问题是,它很容易导致你把代码修改的乱七八糟。让我们看看下面一个简单的if语句:

 if ...
    ...
  else
    ...
  end

代码中所有打省略号的地方都是你可以不断添加代码的地方。这些地方可以访问if外面的变量。这很容易造成高耦合。更糟糕的是,人们会习惯性的在条件 控制里嵌套条件。我见过的最糟糕的代码,里面的嵌套之深的就像是噩梦里的无底洞。我想,条件控制结构的真正问题所在是,它把各种任务混合到了一起。我相 信,你能从某种角度上看出,它是和任务单一编程原则相冲突的。

我们该怎么做?我们可不可以完全不要控制结构?我想不行,但我们可以做一些实验来看看如何能减少对它们的使用。通常这样做会让我们从中学到一些新技巧,让我们的代码更整洁。

不久前,我开发了一些Ruby程序,我需要写一个‘take’函数,用它从一个数组里取出一些元素。Ruby里有一些针对Enumerable的这样的函数,但我需要一些特殊的功能。如果我需要的数组的大小超出了目标数组的大小,需要把多余的数组空间都置为0。

这看起来可以用简单的if语句实现:

 def padded_take ary, n
    if n <= ary.length
      ary.take(n)
    else
      ary + [0] * (n - ary.length)
    end
  end

让我们认真的看一看这段代码。它没有向我们显示任何填充动作的信息,没有显示数组跟填充的关系。如果认真看,可以看出其中的逻辑,但我们看不出这段代码的意图。

我们引入一些函数来让这段代码更清楚些,使用guard语句来简化if语句:

 def padded_take ary, n
    return ary.take(n) unless needs_padding?(ary, n)
    ary + pad(ary, n)
  end

这个短小精悍,但不是更简单——我们可以使用一个null对象来去掉条件语句。空的数组就是很好的null对象。让我们在来一次。

我们不需要用一个条件语句来计算填充的长度。这个长度我们可以取两个数组中的最大值,如果我们想要的长度超出了数组的长度,填充的长度就是它们的差值:

 pad_length = [0, n - ary.length].max

有了这个长度,我们可以先填充数组,然后取出我们想要的元素:

 def pad ary, n
    pad_length = [0, n - ary.length].max
    ary + [0] * pad_length
  end

于是,我们可以这样定义取出动作:

 def padded_take ary, n
    pad(ary, n).take(n)
  end

我们通过先进行填充从而避免了使用if语句。当然,有时候填充的是一个空数组。

我不想去争论这样的写法是否比最初的if-then-else代码更简单,但现在的代码的意图更清晰了,而且我不认为这种策略在这种代码里使用是过度技术化。

从提取归纳的层面看,代码经过处理后的好处是明显的。当遇到更复杂问题时,它带来的益处将会更明显。

[英文原文:Unconditional Programming ]
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