重构改善既有代码设计--重构手法12:Extract Class (提炼类)
某个类做了应该由2个类做的事。建立一个新类,将相关的字段和函数从旧类搬移到新类。
动机:一个类应该是一个清楚地抽象,处理一些明确的责任。但是在实际工作中,类会不断成长扩展。你会在这儿加入一些功能,在哪加入一些数据。给某个类添加一项新责任时,你会觉得不值得为这项责任分离出一个单独的类。于是,随着责任不断增加,这个类会变得过分复杂。很快,你的类就会变成一团乱麻。
这样的类往往含有大量函数和数据。这样的类往往太大而不易理解。此时你需要考虑哪些部分可以分离出去,并将它们分离到一个单独的类中。如果某些数据和某些函数总是一起出现,某些数据经常同时变化甚至彼此依赖,这就表示你应该将它们分离出去。一个有用的测试就是问自己,如果搬移了某些字段和函数,会发生什么事?其他字段和函数是否因此变得无意义。
另一个往往在开发后期出现的信号时类的子类化方式。如果你发现子类化只影响类的部分特性,或如果你发现某些特性需要以一种方式来子类化,某些特性则需要以另一种方式子类化,这就意味着你需要分解原来的类。
做法:1、决定如何分解类所负的责任。
2、建立一个新类,用以表现从旧类中分离出来的责任。如果旧类剩下的责任与旧类名称不符,为旧类更名。
3、建立“从旧类访问新类”的连接关系。有可能需要一个双向连接。但是在真正需要它之前,不需要建立“从新类通往旧类”的连接。
4、对于你想搬移的每个字段,运用 Move Field (搬移字段)搬移之。
5、每次搬移后,编译、测试。
6、使用Move Method (搬移函数)将必要函数搬移到新类。先搬移较低层函数搬移到新类。先搬移较低层函数(也就是“被其他函数调用“ 多于 ”调用其他函数“者),再搬移较高层函数。
7、每次搬移之后,编译、测试。
8、检查,精简每个类的接口。如果你建立起双向连接,检查是否可以将它改为单向连接。
9、决定是否公开信类。如果你的确需要公开它,就要决定让它成为引用对象还是不可变的值对象
范例(Examples)
让我们从一个简单的Person class开始:
class Person...
public String getName() {
return _name;
}
public String getTelephoneNumber() {
return ("(" + _officeAreaCode + ") " + _officeNumber);
}
String getOfficeAreaCode() {
return _officeAreaCode;
}
void setOfficeAreaCode(String arg) {
_officeAreaCode = arg;
}
String getOfficeNumber() {
return _officeNumber;
}
void setOfficeNumber(String arg) {
_officeNumber = arg;
}
private String _name;
private String _officeAreaCode;
private String _officeNumber;
在这个例子中,我可以将「与电话号码相关」的行为分离到一个独立class中。首 先我耍定义一个TelephoneNumber class来表示「电话号码」这个概念:
class TelephoneNumber {
}
易如反掌!然后,我要建立从Person到TelephoneNumber的连接:
class Person
private TelephoneNumber _officeTelephone = new TelephoneNumber();
现在,我运用Move Field 移动一个值域:
class TelephoneNumber {
String getAreaCode() {
return _areaCode;
}
void setAreaCode(String arg) {
_areaCode = arg;
}
private String _areaCode;
}
class Person...
public String getTelephoneNumber() {
return ("(" +getOfficeAreaCode() + ") " + _officeNumber);
}
String getOfficeAreaCode() {
return _officeTelephone.getAreaCode();
}
void setOfficeAreaCode(String arg) {
_officeTelephone.setAreaCode(arg);
}
然后我可以移动其他值域,并运用Move Method 将相关函数移动到TelephoneNumber class中:
class Person...
public String getName() {
return _name;
}
public String getTelephoneNumber(){
return _officeTelephone.getTelephoneNumber();
}
TelephoneNumber getOfficeTelephone() {
return _officeTelephone;
}
private String _name;
private TelephoneNumber _officeTelephone = new TelephoneNumber();
class TelephoneNumber...
public String getTelephoneNumber() {
return ("(" + _areaCode + ") " + _number);
}
String getAreaCode() {
return _areaCode;
}
void setAreaCode(String arg) {
_areaCode = arg;
}
String getNumber() {
return _number;
}
void setNumber(String arg) {
_number = arg;
}
private String _number;
private String _areaCode;
下一步要做的决定是:要不要对客户揭示这个新口class?我可以将Person中「与电 话号码相关」的函数委托(delegating)至TelephoneNumber,从而完全隐藏这个新class;也可以直接将它对用户曝光。我还可以将它暴露给部分用户(位于同一个package中的用户),而不暴露给其他用户。
如果我选择暴露新class,我就需要考虑别名(aliasing)带来的危险。如果我暴露了TelephoneNumber ,而有个用户修改了对象中的_areaCode值域值,我又怎么能知道呢?而且,做出修改的可能不是直接用户,而是用户的用户的用户。
面对这个问题,我有下列数种选择:
1. | 允许任何对象修改TelephoneNumber 对象的任何部分。这就使得TelephoneNumber 对象成为引用对象(reference object),于是我应该考虑使用 Change Value to Reference。这种情况下,Person应该是TelephoneNumber的访问点。 |
2. | 不许任何人「不通过Person对象就修改TelephoneNumber 对象」。为了达到目的,我可以将TelephoneNumber「设为不可修改的(immutable),或为它提供一个不可修改的接口(immutable interface)。 |
3. | 另一个办法是:先复制一个TelephoneNumber 对象,然后将复制得到的新对象传递给用户。但这可能会造成一定程度的迷惑,因为人们会认为他们可以修改TelephoneNumber对象值。此外,如果同一个TelephoneNumber 对象 被传递给多个用户,也可能在用户之间造成别名(aliasing)问题。 |
Extract Class 是改善并发(concurrent)程序的一种常用技术,因为它使你可以为提炼后的两个classes分别加锁(locks)。如果你不需要同时锁定两个对象, 你就不必这样做。这方面的更多信息请看Lea[Lea], 3.3节。
这里也存在危险性。如果需要确保两个对象被同时锁定,你就面临事务(transaction)问题,需要使用其他类型的共享锁〔shared locks〕。正如Lea[Lea] 8.1节所讨论, 这是一个复杂领域,比起一般情况需要更繁重的机制。事务(transaction)很有实用性,但是编写事务管理程序(transaction manager)则超出了大多数程序员的职责范围。