重构：越来越长的 switch ... case 和 if ... else if ... else

在代码中，时常有就一类型码（Type Code）而展开的如 switch ... case 或 if ... else if ... else 的条件表达式。随着项目业务逻辑的增加及代码经年累月的修改，这些条件判断逻辑往往变得越来越冗长。特别是当同样的逻辑判断出现在多个地方的时候（结构示意如下），代码的可读性和维护难易程度将变得非常的糟糕。每次修改时，你必须找到所有有逻辑分支的地方，并修改它们。

switch(type)
{
    case "1":
        ...
        break;
    case "2":
        ...
        break;
    case default:
        ...
        break;
}

... ...
... ...

switch(type)
{
    case "1":
        ...
        break;
    case "2":
        ...
        break;
    case default:
        ...
        break;
}

当代码中出现这样情况的时候，你就应考虑该重构它了（又有一种说法：要极力的重构 switch ... case 语句，避免它在你的代码中出现）。

 

重构掉类型码（Type Code）判断的条件表达式，我们需要引入面向对象的多态机制。第一种方式：使用子类来替换条件表达式。

我们以计算不同 role 的员工薪水的 Employee 类为例，一步步讲解重构的过程。原始待重构的类结构如下：

public class Employee_Ori
{
    private int _type;

    private const int ENGINEER = 1;
    private const int SALESMAN = 2;
    private const int MANAGER = 3;

    private decimal _baseSalary = 10000;
    private decimal _royalty = 100;
    private decimal _bonus = 400;

    public Employee_Ori(int type)
    {
        this._type = type;
    }

    public decimal getEmployeeSalary()
    {
        var monthlySalary = 0m;

        switch (this._type)
        { 
            case ENGINEER:
                monthlySalary = _baseSalary;
                break;
            case SALESMAN:
                monthlySalary = _baseSalary + _royalty;
                break;
            case MANAGER:
                monthlySalary = _baseSalary + _bonus;
                break;
        }

        return monthlySalary;
    }
}

其中方法 getEmployeeSalary() 根据员工不同的角色返回当月薪水，当然，此处逻辑仅为示意，勿深究。

用子类方法重构后的类结构是这样的：

下面详细展开。首先，以类型码（Type Code）的宿主类 Employee 类为基类，为每个角色建立子类。

public class Engineer_Sub : Employee_Sub
{
    ...
}

public class Salesman_Sub : Employee_Sub
{
    ...
}

public class Manager_Sub : Employee_Sub
{
    ...
}

同时，将 Employee 基类的构造函数改造为静态 Create 工厂函数。

public static Employee_Sub Create(int type)
{
    Employee_Sub employee = null;

    switch (type)
    {
        case ENGINEER:
            employee = new Engineer_Sub();
            break;
        case SALESMAN:
            employee = new Salesman_Sub();
            break;
        case MANAGER:
            employee = new Manager_Sub();
            break;
    }

    return employee;
}

该静态工厂方法中也含有一 switch 逻辑。而重构后的代码中 switch 判断只有这一处，且只在对象创建的过程中涉及，不牵扯任何的业务逻辑，所以是可以接受的。

每个角色子类均覆写基类中的 getEmployeeSalary() 方法，应用自己的规则来计算薪水。

private decimal _baseSalary = 10000;

public override decimal getEmployeeSalary()
{
    return _baseSalary;
}

这样，基类 Employee 中的 getEmployeeSalary() 方法已无实际意义，将其变为 abstract 方法。

public abstract decimal getEmployeeSalary();

子类已经完全取代了臃肿的 switch 表达式。如果 Engineer, Salesman 或者 Manager 有新的行为，可在各自的子类中添加方法。或后续有新的 Employee Type, 完全可以通过添加新的子类来实现。在这里，通过多态实现了服务与其使用这的分离。

 

但是，在一些情况下，如对象类型在生命周期中需要变化（细化到本例，如 Engineer 晋升为 Manager）或者类型宿主类已经有子类，则使用子类重构的办法就无法奏效了。这时应用第二种方法：用 State/Strategy 来取代条件表达式。

同样，先上一张该方法重构后的类结构：

抽出一 EmployeeType 类，类型码的宿主类 Employee 对其进行引用。

public class Employee_State
{
    // employee's type can be changed
    private EmployeeType_State _employeeType = null;
}

EmployeeType 为基类，具体员工类型作为其子类。EmployeeType 类中含有一创建员工类型的静态工厂方法 Create。

public static EmployeeType_State Create(int type)
{
    EmployeeType_State empType = null;

    switch (type)
    {
        case ENGINEER:
            empType = new EngineerType_State();
            break;
        case SALESMAN:
            empType = new SalesmanType_State();
            break;
        case MANAGER:
            empType = new ManagerType_State();
            break;
    }

    return empType;
}

将员工薪水的计算方法 getEmployeeSalary() 从 Employee 类迁徙到员工类型基类 EmployeeType 中。各具体员工类型类均 override 该方法。考虑到 EmployeeType 已无具体业务逻辑意义，将 EmployeeType 中的 getEmployeeSalary() 方法改为抽象方法。

public class EngineerType_State : EmployeeType_State
{
    private decimal _baseSalary = 10000;

    public override decimal getEmployeeSalary()
    {
        return _baseSalary;
    }
}

 

最后，附上示意代码，点这里下载。

 

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参考资料：

《重构 改善既有代码的设计》 Martin Fowler