代码整洁之道 Clean Code
何谓整洁代码
代码逻辑直截了当，缺陷难以隐藏
尽量减少依赖，便于维护，便于阅读
分层战略完善代码逻辑，不冗余
有单元测试，性能调优
只提供一种做一件事的途径
4.2 方法和技巧
有意义的命名
重构
Code Review逐步改进
4.3 有意义的命名
a、名副其实
b、避免误导
c、做有意义的区分
变量、函数、参数、类、包命名中的原则
public List<int[]> getThem(){
List<int[]> list1 = new ArrayList<int[]>();
for(int[] x : theList)
if (x[0] == 4)
list1.add(x);
return list1;
}
以上这段代码，我们认为是不太整洁的，至少存在以下几个问题：
（1）theList中是什么类型的东西？
（2）theList零下标的含义是什么？
（3）值4的意义是什么？
（4）怎么使用返回的列表？
运用整洁的技巧之后：
public List<Cat> getCat(){
List<Cat> catList = new ArrayList<Cat>();
for(Cat cat : animals)
if (cat.color == Constants.WIHTE)
catList.add(cat);
return catList;
}
五、重构
1、何谓重构：软件内部结构的一种调整，目的是在不改变软件可观察行为的前提下，提高可理解性，降低成本。
2、为何重构：可读性差、难以维护和修改，冗余甚至出现隐藏bug，带来线上隐患。重构可以改进这些问题，帮忙找出bug，避免问题。
3、何时重构：《三次法则》第一次做某件事时只管去做 第二次做类似的事会产生反感，但无论如何还是可以去做 第三次再做类似的事，就应该重构了。
预备性重构，让添加新功能更容易；帮助理解重构，使代码更易懂；有计划的重构，长期重构等。
4、挑战：延缓新功能开发，代码所有权，分支问题、测试问题。
尝试重构以下代码段，重构之前：
public void scaleToOneDimension(float desiredDimension, float imageDimension){
if(Math.abs(desiredDimension - imageDimension) <errorThresold)
return;
float scalingFactor = desiredDimension / imageDimension;
scalingFactor = (float)(Math.floor(scalingFactor * 100) * 0.01f);
RenderedOp newImage = ImageUtilities.getScaledImage(image, scalingFactor,scalingFactor);
image.dispose();
System.gc();
image = newImage;
}
public synchronized void rotate(int degrees){
RenderedOp newImage = ImageUtilities.getRotatedImage(image, degrees);
image.dispose();
System.gc();
image = newImage;
}重构之后：
public void scaleToOneDimension(float desiredDimension, float imageDimension){
if(Math.abs(desiredDimension - imageDimension) <errorThresold)
return;
float scalingFactor = desiredDimension / imageDimension;
scalingFactor = (float)(Math.floor(scalingFactor * 100) * 0.01f);
replaceImage(ImageUtilities.getScaledImage(image, degrees));
}
public synchronized void rotate(int degrees){
replaceImage(ImageUtilities.getRotatedImage(image, degrees));
}
public void replaceImage(RenderedOp newImage){
image.dispose();
System.gc();
image = newImage;
}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，如果你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() {
doSomething1
doSomething2
doSomething3
}
public void method2() {
doSomething1
doSomething2
doSomething4
}
}
--
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(){
doSomething1
doSomething2
}
}
--
两个互为兄弟的子类内含相同的表达式
class A extend C {
public void method1() {
doSomething1
doSomething2
doSomething3
}
}
class B extend C {
public void method1() {
doSomething1
doSomething2
doSomething4
}
}
--
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(){
doSomething1
doSomething2
}
}
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 banner
System.out.println("****************");
System.out.println("*****customer Owes *****");
System.out.println("****************");
//calculate totalAmount
Enumeration env = orders.elements();
double totalAmount = 0.0;
while (env.hasMoreElements()) {
Order order = (Order) env.nextElement();
totalAmount += order.getAmout();
}
//print details
System.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 banner
printBanner();
//calculate totalAmount
double totalAmount = getTotalAmount();
//print details
printDetail(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，订单相关的功能你放到一个类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，有时候你都不知道调哪个呢。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，比如我们将参数封装成一个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：
/**
* 公众号：捡田螺的小男孩
*/
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方法啦，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 {
@Override
public 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);
}
@Override
public 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);
}
@Override
public 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，所以我们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);
}
@Override
public 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);
}
@Override
String 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）
当你实现某个小功能时，你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，你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;
}
复制代码
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。我个人觉得它有点像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;
}
复制代码
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，如果你为它添加一个新的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 {
@Override
public 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 {
@Override
public 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的特殊情况啦。当你为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，我们称之为 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)
当你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，你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需要知道得太多啦，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。我们称之为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。我们就把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，我们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
我们代码一般会分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。如果你在代码看到controller直接调用dao，那可以考虑是否优化啦。反例如下：
@RestController("user")
public class UserController {
Autowired
private UserDao userDao;
@RequestMapping("/queryUserInfo")
public String queryUserInfo(String userName) {
return userDao.selectByUserName(userName);
}
}
六、总结
我们在做系统开发编码时，无论是对于系统响应及时性没有前端系统要求那么高，却有业务复杂、数据严谨的性质。还是面对高并发多线程，海量业务，分布式事务，一致性等要求很高的情况。良好的代码质量是保障系统和业务稳定的基础，要求我们从每一个代码、每一个变量、每一个方法做起。
