重构-改善既有代码的设计:简化函数调用 (八)

2022-04-14 19:53:39 浏览数 (2)

简化函数调用

1. Rename Method 函数改名

函数的名称未能揭示函数的用途。修改函数名称。

大力提倡的一种编程风格是:将复杂的处理分解成小函数。但是,如果做得不好,这会使你费尽周折却弄不清楚这些小函数各自的用途。要避免这种麻烦,关键就在于给函数起一个好名称。函数的名称应该准确表达它的用途。给函数命名有一个好办法:首先考虑应该给这个函数写上一句怎样的注释,然后想办法将注释变成函数名称。

你常常无法第一次就给函数起一个好名称。如果你看到一个函数名称不能很好地表达它的用途,应该马上加以修改。你的代码首先是为人写的,其次才是为计算机写的。而人需要良好名称的函数。如果给每个函数都起一个良好的名称,也许你可以节约好多时间。起一个好名称并不容易,需要经验;要想成为一个真正的编程高手,起名的水平至关重要。当然,函数签名中的其他部分也一样重要。如果重新安排参数顺序,能够帮助提高代码的清晰度,那就大胆地去做。还有 Add Parameter (添加参数)和Remove Parameter (移除参数)这2项武器。

2. Add Parameter 添加参数

某个函数需要从调用端得到更多信息。为此函数添加一个对象参数,让该对象带进函数所需信息。

Add Parameter (添加参数)是一个很常用的重构手法。使用这项重构的动机很简单:你必须修改一个函数,而修改后的函数需要一些过去没有的信息,因此你需要给该函数添加一个参数。

需要说明的是:不使用本项重构的时机。除了添加参数外,你常常还有其他选择。只要可能,其他选择都比添加参数要好,因为它们不会增加参数列的长度。过长的参数列是不好的味道,因为程序员很难记住那么多参数而且长参数列往往伴随着坏味道:数据泥团(Data Clumps)。

请看看现有的参数,然后问自己:你能从这些参数得到所需的信息吗?如果回答是否定的,有可能通过某个函数提供所需信息吗?你究竟把这些信息用于何处?这个函数是否应该属于拥有该信息的那个对象所有?看看现有参数,考虑一下,加入新参数是否合适?也许你应该考虑使用 Introduce Parameter Object (引入参数对象)。

3. Remove Parameter 移除参数

函数本体不再需要某个函数。将该参数去除。

程序员可能检查添加参数,却往往不愿意去掉它们。他们打的如意算盘是:无论如何,多余的参数不会引起任何问题,而且以后还可能用上它。

参数代表着函数所需的信息,不同的参数值有不同的意义。函数调用者必须为每一个参数操心该传什么东西进去。如果你不去掉多余参数,就是让你的每一位用户多费一份心。是很不划算的,更何况“去除参数”是非常简单的一项重构。

但是,对于多态函数,情况有所不同。这种情况下,可能多态函数的另一份实现会使用这个参数,此时你就不能去除它。你可以添加一个独立函数,在这些情况下使用。不过你应该先检查调用者任何使用这个函数,以决定是否值得这么做。如果某些调用者已经知道他们正在处理的是一个特定的子类,并且已经做了额外工作找出自己需要的参数,或已利用对类体系的了解来避免取到null,那么就值得建立一个新函数,去除那多余的参数。如果调用者不需要了解函数所属的类,你也可以继续保持调用者无知而幸福的状态。

4.Separate Query from Modifier 将查询函数和修改函数分离

某个函数既返回对象状态值,又修改对象状态。建立2个不同的函数,其中一个负责查询,另一个负责修改。

如果某个函数只是向你提供一个值,没有任何看得到的副作用,那么这是个很有价值的东西。你可以任意调用这个函数,也可能把调用动作搬到函数的其他地方。明确表现出”有副作用”与“无副作用”2种函数之间的差异,是个很好的想法。任何有返回值的函数,都不应该有看得到的副作用。有些程序员甚至将此作为一条必须遵守的规则。

如果你遇到一个“既有返回值又有副作用”的函数,就应该试着将查询动作从修改动作中分割出来。

有一种常见的优化办法是:将查询所得结果缓存于某个字段中,这么一来后续的重复查询就可以大大加快速度。虽然这种做法改变了对象的状态,但这一修改是觉察不到的,因为不论任何查询,你总是获得相同的结果。

5.Parameterize Method 令函数携带参数

若干函数做了类似的工作,但在函数本体中却包含了不同的值。建立一个单一函数,以参数表达那些不同的值。

动机:你可能会发现这样的2个函数:它们做着类似的工作,但因少数几个值致使行为略为不同。这种情况下,你可以将这些各自分离的函数统一起来,并通过参数来处理那些变化,用以简化问题。这样的修改可以去除重复代码,并提高灵活性,因为你可以用这个参数处理更多的变化情况。

6.Replace Parameter with Explicit Methods 以明确函数取代参数

你有一个函数,其中完全取决于参数值而采取不同香味。针对该参数的每个可能值,建立一个独立函数。

Replace Parameter with Explicit Methods (以明确函数取代参数)恰恰相反于Parameterize Method (令函数携带参数)。如果某个参数有多种可能的值,而函数内又以条件表达式检查这些参数值,并根据不同参数值做出不同的行为,那么就应该使用本项重构。调用者原本必须赋予参数适当的值,以决定该函数做出何种响应。现在,既然你提供了不同的函数给调用者使用,就可以避免出现条件表达式。此外你还可以获得编译期检查的好处,而且接口也很清楚。如果以参数值决定函数行为,那么函数用户不但需要观察该函数,而且还要判断参数值是否合法,而“合法的参数值”往往很少在文档中被清楚地提出。

就算不考虑编译期检查的好处,只是为了获得一个清晰地接口,也值得执行本项重构。哪怕只是给一个内部的布尔变量赋值,相较之下,switch。BeOn()也比Switch.SetState()要清楚的多。

但是,如果参数值不会对函数行为有太多影响,就不应该使用Replace Parameter with Explicit Methods (以明确函数取代参数)。如果情况真是这样,而你也只需要通过参数为一个字段赋值,那么直接使用设值函数好了。如果的确需要条件判断的行为,可考虑使用Replace Conditional with Polymorphism (以多态取代条件表达式)。

7.Preserve whole object 保持对象完整

你从某个对象中取出若干值,将它们作为某一次函数调用时的参数。改为传递整个对象。

有时候,你会将来自同一对象的若干项数据作为参数,传递给某个函数。这样做的问题在于:万一将来被调用函数需要新的数据项,你就必须查找并修改对此函数的所有调用。如果你把这些数据所属的整个对象传给函数,可以避免这种尴尬的处境,因为被调用函数可以向那个参数对象请求任何它想要的信息。

除了可以使参数列更稳固外,Preserve Whole Object (保持对象完整)往往还能提高代码的可读性。过长的参数列很难使用,因为调用者和被调用者都必须记住这些参数的用途。此外,不使用完整对象也会造成重复代码,因为被调用函数无法利用完整对象中的函数来计算某些中间值。

不过事情总有2面:如果你传的是数值,被调用函数就只依赖于这些数值,而不依赖它们所属的对象。但如果你传递的是整个对象,被调用函数所在的对象就需要依赖参数对象。如果这会使你的依赖结构恶化,那么就不该使用Preserve Whole Object (保持对象完整)。

有的观点认为:如果被调用函数只需要参数对象的其中一项数值,那么只传递那个数值会更好。这个观点不能被认同:因为传递一项数值和传递一个对象,至少在代码清晰度上是一致的。更重要的考量应该放在对象之间的依赖关系上。

如果被调用函数使用了来自另一个对象的很多数据项,这可能意味着该函数实际上应该被定义在那些数据所属的对象中。所以,考虑使用Preserve Whole Object (保持对象完整)同时,你也该考虑Move Method(搬移函数)。

运用本项重构前,你可能还没有定义一个完整对象,那么就应该先使用Introduce Parameter Object (引入参数对象)。

还有一种常见情况:调用者将自己的若干数值作为参数,传递给被调用函数。这种情况下,如果该对象有合适的取值函数,你可以使用this取代这些参数值,并且无需操心对象依赖问题。

8.Replace Parameter with Methods 以函数取代参数

对象调用某个函数,并将所得结果作为参数,传递给另一个函数。而接受该参数的函数本身也能够调用前一个函数。让参数接受者去除该项参数,并直接调用前一个函数。

如果函数可以通过其他途径获得参数值,那么它就不应该通过参数取得该值。过长的参数列会增加程序阅读者的理解难度,因此应该尽可能缩短参数列的长度。

缩减参数列的办法之一就是:看看参数接受端是否可以通过与调用端相同的计算来取得参数值。如果调用端通过其所属对象内部的另一个函数来计算参数,并在计算过程中未曾引用调用端的其他参数,那么就应该可以将这个计算过程转移到被调用端,从而去除该项参数。如果所调用的函数隶属另一个对象,而该对象拥有调用端所属对象的引用,前面所说的这些也同样适用。

但是,如果参数值的计算过程依赖于调用端的某个参数,那么就无法去掉被调用端的参数,因为每次调用动作中,该参数值可能不同。另外,如果参数接受端并没有参数发送端对象的引用,而你也不想加上这样一个引用,那么也无法去除参数。

有时候,参数的存在是为了将来的灵活性。这种情况下仍然可以把这种多余参数拿掉。你应该只在必要关头才添加参数,预先添加的参数很可能并不是你所需要的。对于这条规则,有个例外:如果修改接口会对整个程序造成非常痛苦的结果,那么可以考虑保留前人预先加入的参数。如果真是这样,应该首先判断修改接口究竟会造成多严重的后果,然后考虑是否应该降低给部位之间的依赖,以减少修改接口所造成的影响。稳定的接口确实很好,但是被冻结在一个不良接口上也是一个问题。

9. Introduce Parameter Object 引入参数对象

某些参数总是很自然地同时出现。以一个对象取代这些参数。

你常常会看到特定的一组参数总是被一起传递。可能有好几个函数都使用这一组参数,这些函数可能隶属同一个类,也可能隶属不同的类。这样一组参数就是所谓的Data Clumps(数据泥团),我们可以运用一个对象包装所有这些数据,再以该对象取代它们。哪怕只是为了把这些数据组织在一起,这样做也是值得的。本项重构的价值在于缩短参数列,过长的参数列总是难以理解的。此外,新对象所定义的访问函数还可以使代码更具一致性,这又降低了理解和修改代码的难度。

本项重构还可以带给你更多好处。当你把这些参数组织到一起后,往往很快可以发现一些可被移至新建类的行为。通常,原本使用那些参数的函数对这一组参数会有一些共通的处理,如果将这些共通行为移到新对象中,你可以减少很多重复代码。

10.Remove setting Method 移除设置函数

类中的某个字段应该在对象创建时被设值,然后就不再改变。去掉该字段的所有设值函数。

动机:如果你为某个字段提供了设值函数,这就暗示这个字段值可以被改变。如果你不希望在对象创建之后此字段还有机会被改变,那就不要为它提供设值函数。这样你的意图会更加清晰,并且可以排除其值被修改的可能性。

如果你保留了间接访问变量的方法,就可能经常有程序员盲目使用它们。这些人甚至会在构造函数中使用设值函数。

11.Hide Method 隐藏函数

有一个函数,从来没有被其他任何类用到。将这个函数修改为private。

重构往往促使你修改函数的可见度。提高函数可见度的情况很容易想象:另一个类需要用到某个函数,因此你必须提高该函数的可见度。但是要指出一个函数的可见度是否过高,就稍微困难一些。理想状态下,你可以使用工具检查所有函数,指出可被隐藏起来的函数。即使没有这样的工具,你也应该时常进行这样的检查。

一种特别常见的情况是:当你面对一个过于丰富、提供了过多行为的接口时,就值得将非必要的取值函数和设值函数隐藏起来。尤其当你面对的是一个简单封装的数据容器时,情况更是如此。随着越来越多行为被放入这个类,你会发现许多设值/取值函数不再需要被公开,因此可以将它们隐藏起来。如果你把取值/设值函数设为private,然后在所有地方都直接访问变量,那就可以放心移除取值/设值函数了。

12.Replace Constructor with Factory Method 以工厂函数取代构造函数

你希望在创建对象时不仅仅是做简单的建构动作。将构造函数替换为工厂函数。

就是在派生子类的过程中以工厂函数取代类型码。你可能常常需要根据类型码创建相应的对象,现在,创建名单中还得加上子类,那些子类也是根据类型码来创建。然而由于构造函数只能返回单一类型的对象,因此你需要将构造函数替换为工厂函数。

此外,如果构造函数的功能不能满足你的需要,也可以使用工厂函数代替它。工厂函数也是Change Value to Reference (将值对象改为引用对象)的基础。你也可以令你的工厂函数根据参数的个数和类型,选择不同的构建行为。

做法:1、新建一个工厂函数,让它调用现有的构造函数。

13.Encapsulate Downcast 封装向下转型

某个函数返回的对象,需要由函数调用者执行向下转型(downcast)。将向下转型动作移到函数中。

动机:向下转型也许是无法避免的,但你仍然应该尽可能少做。如果你的某个函数返回一个值,并且你知道所返回的对象类型比函数签名所昭告的更特化,你便是在函数用户身上强加了非必要的工作。这种情况下你不应该要求用户承担向下转型的责任,应该尽量为他们提供准确的类型。

以上所说的情况,常会在返回迭代器或集合的函数身上发生。此时你就应该观察人们拿这个迭代器干什么用,然后针对性地提供专用函数。

14.Replace Error Code with Exception 以异常取代错误码

某个函数返回一个特定的代码,用以表示某种错误情况。改用异常

程序中发现错误的地方,并不一定知道如何处理错误。当一段子程序发现错误时,它需要让它的调用者知道这个错误,而调用者也可能将这个错误继续沿着调用链传递上去。许多程序都使用特殊输出来表示错误。

可以使用更好的错误处理方式:异常。它清楚地将“普通程序”和“错误处理”分开了,这使得程序更容易理解:代码的可理解性应该是我们追求的目标。

15.Replace Exception with Test 以测试取代异常

面对一个调用者可以预先检查的条件,你抛出一个异常。修改调用者,使它在调用函数之前先做检查。

动机:异常的出现是程序语言的一大进步。但是,就像许多好东西一样,异常会被滥用,从而变得不再让人愉快。“异常”只应该被用于异常的、罕见的行为,也就是那些产生意料之外的错误的行为,而不应该成为条件检查的替代品。如果你可以合理期望调用者在调用函数之前检查某个条件,那么就应该提供一个测试,而调用者应该使用它。

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