程式碼中大量的 if/else,你有什麼優化方案?
觀點一(靈劍):
前期迭代懶得優化,來一個需求,加一個if,久而久之,就串成了一座金字塔。
當代碼已經複雜到難以維護的程度之後,只能狠下心重構優化。那,有什麼方案可以優雅的優化掉這些多餘的if/else?
1. 提前return
這是判斷條件取反的做法,程式碼在邏輯表達上會更清晰,看下面程式碼:
if (condition) { // do something } else { return xxx; }
其實,每次看到上面這種程式碼,我都心裡抓癢,完全可以先判斷!condition
,幹掉else。
if (!condition) { return xxx; } // do something
2. 策略模式
有這麼一種場景,根據不同的引數走不同的邏輯,其實這種場景很常見。
最一般的實現:
if (strategy.equals("fast")) { // 快速執行 } else if (strategy.equals("normal")) { // 正常執行 } else if (strategy.equals("smooth")) { // 平滑執行 } else if (strategy.equals("slow")) { // 慢慢執行 }
看上面程式碼,有4種策略,有兩種優化方案。
2.1 多型
interface Strategy { void run() throwsException; } class FastStrategy implements Strategy { @Override void run() throws Exception { // 快速執行邏輯 } } class NormalStrategy implements Strategy { @Override void run() throws Exception { // 正常執行邏輯 } } class SmoothStrategy implements Strategy { @Overridevoid run() throws Exception { // 平滑執行邏輯 } } class SlowStrategy implements Strategy { @Override void run() throws Exception { // 慢速執行邏輯 } }
具體策略物件存放在一個Map中,優化後的實現
Strategy strategy = map.get(param);
strategy.run();
上面這種優化方案有一個弊端,為了能夠快速拿到對應的策略實現,需要map物件來儲存策略,當新增一個新策略的時候,還需要手動新增到map中,容易被忽略。
2.2 列舉
發現很多同學不知道在列舉中可以定義方法,這裡定義一個表示狀態的列舉,另外可以實現一個run方法。
public enum Status { NEW(0) { @Override void run() { //do something } }, RUNNABLE(1) { @Override void run() { //do something } }; public int statusCode; abstract void run(); Status(int statusCode){ this.statusCode = statusCode; } }
重新定義策略列舉
public enum Strategy { FAST { @Override void run() { //do something } }, NORMAL { @Override void run() { //do something } }, SMOOTH { @Override void run() { //do something } }, SLOW { @Override void run() { //do something } }; abstract void run(); }
通過列舉優化之後的程式碼如下
Strategy strategy = Strategy.valueOf(param);
strategy.run();
3. 學會使用 Optional
Optional主要用於非空判斷,由於是jdk8新特性,所以使用的不是特別多,但是用起來真的爽。使用之前:
if (user == null) { //do action 1 } else { //do action2 }
如果登入使用者為空,執行action1,否則執行action 2,使用Optional優化之後,讓非空校驗更加優雅,間接的減少if操作
Optional<User> userOptional = Optional.ofNullable(user);
userOptional.map(action1).orElse(action2);
4. 陣列小技巧
來自google解釋,這是一種程式設計模式,叫做表驅動法,本質是從表裡查詢資訊來代替邏輯語句,比如有這麼一個場景,通過月份來獲取當月的天數,僅作為案例演示,資料並不嚴謹。一般的實現:
int getDays(int month){ if (month == 1) return 31; if (month == 2) return 29; if (month == 3) return 31; if (month == 4) return 30; if (month == 5) return 31; if (month == 6) return 30; if (month == 7) return 31; if (month == 8) return 31; if (month == 9) return 30; if (month == 10) return 31; if (month == 11) return 30; if (month == 12) return 31; }
優化後的程式碼
int monthDays[12] = {31, 29, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31}; int getDays(int month){ return monthDays[--month]; }
結束
if else作為每種程式語言都不可或缺的條件語句,在程式設計時會大量的用到。一般建議巢狀不要超過三層,如果一段程式碼存在過多的if else巢狀,程式碼的可讀性就會急速下降,後期維護難度也大大提高。
觀點二(IT技術控):
不要去過度關注if/else的層數,而要關注介面語義是否足夠清晰;單純減少if/else的層數,然後拆出一堆do_logic1, do_logic2…這樣的介面是毫無幫助的。任何一個介面的執行過程都可以表示為:輸入 + 內部狀態 -> 輸出這樣的形式,我們分以下幾種情況來討論:輸入、內部狀態、輸出都很簡單,但中間邏輯複雜。比如說一個精心優化過的數值計算程式,可能需要根據輸入在不同的取值範圍採取不同的策略,還有很多邏輯用來處理會引發問題(比如除0)的邊界值,這種情況下if/else數量多是難以避免的,根據步驟拆分出一些內部方法有一定幫助,但也不能完全解決問題。這種情況下最好的做法是寫一篇詳細的文件,從最原始的數學模型開始,然後表明什麼情況下采取什麼樣的計算策略,策略如何推導,知道得到程式碼中使用的具體形式,然後給整個方法加上註釋附上文件地址,並且在每個分支的地方加上註釋指明對應到文件中哪個公式。這種情況下雖然方法很複雜,但是語義是清晰的,如果不修改實現的話理解語義就行了,如果要修改實現那麼需要參考對照文件中的公式。輸入過於複雜,比如輸入帶有一堆不同的引數,或者有各種奇怪的flag,每個flag有不同作用。這種情況下首先需要提高介面的抽象層次:如果介面有多個不同作用,需要拆分成不同介面;如果介面內部根據不同引數進不同分支,需要將這些引數和對應分支包在Adapter裡,使用引數的地方改寫成Adapter的介面,根據傳入的Adapter型別不同進入不同的實現;如果介面內部有複雜的引數轉換關係,需要改寫成查詢表。這種情況下的主要問題是介面本身抽象的有問題,有更清晰的抽象之後,實現也自然沒有那麼多if/else了。輸出過於複雜,為了省事一個過程計算出了太多東西,又為了效能加了一堆flag控制是否計算之類。這種情況下需要果斷將方法拆分成多個不同方法,每個方法只返回自己需要的內容。如果不同計算之間有共用的內部結果呢?如果這個內部結果計算並不形成瓶頸,只要提取出內部方法然後在不同過程中分別呼叫即可;如果希望避免重複計算,可以增加一個額外的cache物件作為引數,cache內容對使用者不透明,使用者只保證相同輸入使用同一個cache物件即可,在計算中將中間結果儲存到cache中,下次計算前先檢查有沒有已經得到的結果,就可以避免重複計算了。內部狀態過於複雜。首先檢查狀態設定的是否合理,是不是有一些本來應該作為輸入引數的東西被放到了內部狀態中(比如用來隱式地在兩個不同方法呼叫之間傳遞引數)?其次,這些狀態分別控制哪些方面,是否可以分組然後實現到不同的StateManager裡面?第三,畫出狀態轉移圖,嘗試將內部狀態分成單層分支,然後分別實現到on_xxx_state這樣的方法裡面,然後通過單層的switch或者查詢表來呼叫。其實通常需要優化的都是整體介面抽象,而不是單個介面的實現,單個介面實現不清晰通常是因為介面實現和需求不同構造成的。