重构改善既有代码的设计-Refactoring：Improving the Design of Existing Code

在不改变代码外在行为的前提下对代码做出修改，以改进 代码内部结构的过程。 Refactoring is the process of changing a software system in such a way that it does not alter theexternal behavior of the code yet improves its internal structure. 任何傻瓜都可以写出计算机理解的代码。 只有写出能被人类所理解的代码，才是优秀的程序员 重构可以改进软件的设计 重构让软件变得易于理解 重构可以帮助你发现Bug 重构可以帮助你更快地编程 ### 重构改善既有代码的设计 #### 一、重构的基本概念 重构是指在不改变软件外部行为的情况下，通过修改代码来优化其内部结构的过程。这一过程旨在提高代码的可读性、可维护性和可扩展性，使得软件开发人员能够更加高效地理解和修改现有代码。 #### 二、重构的重要意义 重构对于提升软件质量具有重要意义： 1. **改进软件设计**：通过重构，可以消除代码中的冗余、提高模块间的耦合度以及降低复杂性，从而达到优化设计的目的。 2. **提高代码可读性**：重构有助于编写出更简洁明了的代码，使其他开发人员更容易理解和维护。 3. **减少错误**：重构过程中，可能会发现并修复之前未曾注意到的潜在问题或Bug。 4. **加快开发速度**：良好的代码结构有助于加快新功能的实现速度，同时降低引入新错误的风险。 #### 三、重构的原则与方法 1. **保持外部行为不变**：这是重构的核心原则之一。重构的目标是改进内部结构，而不是改变代码的行为。 2. **小步骤进行**：重构应分小步进行，每次只修改一小部分代码，并确保每次修改后代码仍然正确无误。 3. **持续测试**：重构过程中应频繁进行单元测试和集成测试，以确保代码的正确性。 #### 四、常见的重构类型 1. **重新组织函数**：将过长的函数拆分成多个较小且职责单一的函数。 2. **在对象之间搬移特性**：根据对象之间的关系，合理调整成员变量和方法的位置，以提高代码的逻辑一致性。 3. **重新组织数据**：如将全局变量转化为局部变量或封装到类中，以降低代码的耦合度。 4. **简化条件表达式**：通过提取变量、替换算法等方式简化复杂的条件语句。 #### 五、代码的“坏味道” 在重构的过程中，需要识别和处理一些常见的代码“坏味道”： 1. **重复代码**（Duplicate code）：同一段代码出现在不同的位置，增加了维护成本。 2. **过长的函数**（Long methods）：一个函数承担了过多的责任，难以阅读和理解。 3. **过大的类**（Big classes）：一个类包含了太多的方法和变量，导致难以管理和维护。 4. **大switch语句**（Big switch statements）：过长的switch语句往往表示代码需要重新组织。 5. **频繁检查null对象**：这通常意味着对象设计存在问题。 6. **数据泥团**（Data clumps）：一组经常一起出现的数据应该被封装在一起。 7. **过多的注释**：代码本身应该是清晰的，过度依赖注释往往是代码设计不佳的表现。 #### 六、示例分析 下面通过一个具体的例子来说明如何进行重构。假设有一个名为`foundMiscreant`的函数，它的作用是在一个字符串数组中查找特定的名字，并发送警报。原始代码如下： ```java Boolean foundMiscreant(String[] people){ Boolean found = false; for (int i = 0; i < people.length; i++) { if (!found) { if (people[i].equals ("Don")){ // 重复的条件语句 sendAlert(); found = true; } if (people[i].equals ("John")){ // 重复的条件语句 sendAlert(); found = true; } } } return found; } ``` 这段代码存在明显的重复条件语句。通过重构，我们可以将这些重复的部分合并起来，如下所示： ```java String foundMiscreant(String[] people){ for (int i = 0; i < people.length; i++) { if (people[i].equals ("Don")){ sendAlert(); return "Don"; } if (people[i].equals ("John")){ sendAlert(); return "John"; } } return ""; } ``` 经过这样的修改，代码变得更简洁，也更易于理解和维护。 #### 七、总结 重构是一种重要的软件开发实践，它不仅能够帮助开发者改进现有代码的设计，还能提高软件的整体质量和开发效率。通过遵循正确的重构原则和技术，可以显著提升软件项目的长期可维护性和扩展性。