如何解决代码中if…else 过多的问题
作者：艾瑞克邵
链接：https://www.cnblogs.com/eric-shao/p/10115577.html
前言
if...else 是所有高级编程X n ! % i n语言都有的必备功能。但现实中的代码往往存在着过多的 if...else。虽然 if...else 是必须的，但滥用 if...else 会对代码的可读性、可维护性造成很大伤害，进而危害到整个软件系统。` = 2 T ( & C
现在软件开发领域出现了很多新技术、新概念，r ? M ! D ~ W 6但 if...else 这种基本的程序形式并没有发生太大变化。使用好 if...else 不仅对于现在，^ u , E p而且对于将来，都是十分有意义的。
今天我们就来看看如何“干掉”代码中的 if...else，还代码以清爽。
问题一：if…else 过多
问题表现
if.. N % `.else 过多的代码可以抽象为下面这段代码。其中只列出5个逻辑分支，但实际工作中，能见到一个方法包含10个、20个甚至更多的逻辑分支的情况。
另外，if...else 过多通常会伴随y G w ~ M Y M着另两个问题：逻辑表达式复杂和 if...else 嵌套过深。对于后两个问题，本文将在下面两节介绍。本节先来讨论 if...else 过多的情况。
if5 / q q Z & $ x g (condition1) {
} else&nbsC X w l { , T 7 kp;if (condition2) {
}n i 味着这段代码违反了违G n W C d a O K T反单一职责原则和开闭g : {原则。因为在实际的项目中，需求往往是不断变化的，新需求7 D B也层出不穷。所以，软件系统的扩展性是非常重要的。而解决 if...else 过多问题的最大意义，往往就在于提高代码的可扩展性。
如何解决
接下来我们来看如何解决 if...else 过多的问题。下面我列出了一些解决I ~ UdoAction2(someParams);
} else if&Q % U G & q V ;nbsp;(param.equals(value3)) {
&nbs. / B 0 g (p; doAction3(someP3 l { j &arams);
}
// ...
可重构为
Map<?, Function<?> action> actionMappings = new HashMap<>(); // 这里泛型 ? 是为方便演示，实际可替: O 2 S - K p c A换为你6 i a ;需要的类型
// When init$ : # b W 3 + S y
actionMappinN E Igs.pL Z P z 9ut(value1, (someParams) -> + @ $ Z;{ doAction1(someParams)});
actionMappings.put(value2, (someParams)&J 2 r G * 6 Onbsp;-> { doAction2(someParams)});
actionMappings.put(value3, (someParams) ->&nz q rbsp;{ doAction3(someParams)});D 3 9 J
// 省略i s T null 判断
actionMappings.get(param).apply(somePaj C C n u r 8rams);N k u ! b x上面的示例使用了 Java 8 的 La5 _ @ _ K ] c 5 mbda 和 Functional@ q K Interface，这里不做u ? n 6 +讲解。
表的映射关系，可以采用集中的方式，也可以采用分| * 1散的方式，即每个处理类自行注册。也可以p i ) 6通过配置文件的方式表达。总之，形式有很多。
还有一些问题，其中的条件表达式并不像上例中的那样简单，但稍加变换，同样可以应用表驱动。下面借用《编程珠玑》中的一个税金计算的例子：
if income <= 2200
8 6 Q P J; tax&nbd d , ? J ` p u Gsp;= 0
else if income <= 2700
tax&nbsg w Y F l @ kp;= 0.14 * (income - 22J G l , : M |00)
else if income <= 3200
] e / _ Z H V w xtax = 70 +&nbse _ = N / a H Xp;0.15 * (income -&nbsC P $ / h f sp;2700)
else if&nb5 ; a $ i # r k ~sp;income <= 3700
tax = 145 +&nbsa a W j I r Wp;0.16 * (income - 3200)
......
else
tax = 53090 + 0.7 * | x = q(income - 102200)对于上面的代码，其实只需将税金的计算公式提~ v . : Q d n取出来，l V P B将每一档的标准提取到一个表格，在3 W : O 9 9 5 $加上一个循环即可。具体重构之后的代码不给出，大家自己思考。
方法二：职责链模式
介绍
当 if...else 中的条件表达式灵活多F a p s s e / ( !变，无2 y p法将条件中的数据抽象为表格并用统一的方式进行判断时，这时应将对条件的判断权交给每个功能组件。并用链的形式将这些组件串联起来，形成完整的功能。
适用场景
条件表达式灵活多变，没有统一的形式。
实现与示例
职责链的模式在开源框架的 Filter、Intercepv c h e * & ^tor 功能的实现中可以见到很多。下面看一下通用的使用模@ v t 9 l式：
重构前：x u
public vE a l # } a c =oid handle(request) {
if (handlerA.canHandle(request)) {
&nbW 4 ] y Ksp; handle) J U [ B g o ErA.handleRequesA O , P G * - 9t(request);
Y X 会有一些不同的形式。从链的调用控制角度看，可分为外部控制和内部控制两种。外部h , 9控制不a T ; `灵活，但是减少了Q a | / ~ (实现难度。职责链上某B ^ P j K ; b :一环上的具体实现不用考虑对下l . ? Z $ ` V ? f一环的调用，因为外部统一控制了。但是一般的外部控制也不能实现嵌套调用。
如果有嵌套调用，并且希望由外部控制职责链的调用，实现起来会稍微复杂。具体可以参考 Spring Web Intercepto] ~ B J ~ -r 机制的实现方法。
内部控制就比较灵活，可以由具体的实现来决定是否需要调用链上c E G的下一环i O 2 : y #。但如果调用控制$ 5 & O w模式是固定的，那这样的实现对于使用者来说是不便的。
设计模式在具体使用中会有很多变种，大家需要灵活掌握
方法三：注解驱动
介绍
通过 Java 注解（或其它语言的类- t ( E似机制）定义执行某个方法的条件。在程序执行时，通过对比入参与注解中定义的条件是否匹配，再决定是否调用此方法。具体实现时，可以采用表驱动或职责链的方式实 2 4处理等功能中，状态机有这其天然的优势。因为这些场景中天然存在着状态和状态的流转。
实现与示例
实现状态机设计首先需要有相应的框架，1 Z o B这个框架需要实现至少一种状态机定义功能，以及对于的调用路由功能。状态机定义可以使用 DSL 或者注解3 : z R 1 3 N d的方式。原理不复杂，掌握了注解、反射等功能的同学应该可以很容易实现。
参考技术：
- Apache Mina S? Y y Ptate Machine
Apache MC . A h V 8ina 框架，虽然在 IO 框架领域不及 N% 9 W h } I 3etty，但它却提供了一个状态机的功能。https://mina.apache.org/mina-pm : t p L参考的作用，如果涉及到具体项目，需要根据业务特点自行实现状态机的核心功能。方法六：O` % T 9 mptional
介绍
Java 代码中的一部分 if...els} a u oe 是由非空检查导致h M G ? / J k的。因此，降低这部分带来的 if...else 也就能降低整体的 if...else 的个数。
Jo / k G uava 从 8 开始引入了 Optional 类，用于表示可能为空的对象。这个类提供了很多方法，用于相关的操作，可以用于消除 if...else。开源框架 Guava 和 Scala 语言也提供了类似的功} 8 I 能。
使用场景
有较多用于非空判断的 if...else` I &。
实现与示例
传统写法：
String str = \"Hello World!\";G & ( f h 5
if (str&n0 i &bsp;!= null) {
System.out.priZ 2 J B R % Pptional.of(\"Hello World!\");
2 strOptional.ifPresentOrElse(System.out::println,&n} ! vbsp;() -> System.out.println(\"Null\"));
Optional 还有很多方法，这里不一- * I } v ,一介绍了。但请注意，不要使用 get() 和 isPresent() 方法，否则和传统的 if.W { 9 o s H..else 无异。
扩展：Kotlin Null Safety
Kotlin 带有一个被称为 Null Safety 的特性：
bob?.depal + f $ 3 ;rtment?.head?.name
对于一个链式调用，在 Kotlin 语言中可以通过 ?. 避免空指针异常。如果某一环为 null，那整个链式表达式的值便为 null。
方法七：Assert 模式
介绍
上一个方法适用于解决非空检查场景所导致的 if...else，/ & J U 5 M F类似的场景还有各种参数验证，比如还有字符串不为空等等。很多框架类库，例如 Spring、Apache Commons 都提供了工具里，用于实现这种通用的功能。这样大家就不必自行编写 if...else 了。
- Apache Commons Lang 中的 Validate 类：https://commons.apache.orgc ? j @ z J 3 &/pC r Z u groper/commons-lang/javadocs/api-3.1/org/apache/commons/lang3/ValH S 9 5 Vidate.htmlI ) n e R P p t
- Spring 的 AsseL ) @rt 类：https://do# P ! | i Jcs.spring.io/spring-framework/docs/curre7 C D k K vnt/javadoc-apiG F ^ & $/org/springframework/util/Assert.html
使用场景
通常用于各种参数校验
扩展：Bean Validation
类似上一个方法，介绍 Assert 模式顺便介绍一个有类似作用的技术 —— Bean Validation。Bean Validation 是 Java EE 规范中的一个。Bean Validation 通过在 Java Bean 上用注解的方式定义验证标准，然后通过框架统一进行验证。也可以起到了减少 if...else 的作用。
方法八：多态
介绍
使用面向对象的多态，也可以起到消除 if...else 的作用。在代码重2 s h .构这本书中，对此6 P Q H S A也有介绍：
https://refactoring.com/catalog/replaceConditionalWith* V j g hPolymor } g N ^ Q /nbsp; if (condition4) {
# | 2 d J; i * ; |; action4();
}
&n_ D a ibsp; }
y { P K t G z;}
}
if...else 嵌套过E i k L t ! z深会严重地影响代码的p f v E H T可读性。当然，也会有上一节提到的两个问题。
如何解决
上一节介绍的方l [ k Q h D * * +法也可用用来解决本节的问题，所以对于上面的方法，此节不做重复介绍。这一节重点一些方法，这些方法并不会降低 if...else 的个数，但是会提高代码的可读性：
- 抽取u l E方法
- 卫语句
方法一：抽取方法
介绍
抽取方法是代码重构的一种手p ; T c 2 u e段。定义k 9 W d b @ =很容易理解，就是将一段代码抽取出来，放入另一个单F * ^ F b 0独定义的方法! o 9 5 6 C v。借
用 https://refactoring.com/catalog/extractMethod.html 中的定义：
适d P q用场景
if...else 嵌套严重的代码，通常可读性很差。故在进行大型重构前，需先进行小幅调整，提高其代码可读性。抽取方法便是最常用的一种调整手段。
实现与示例
重构前：
public void add(Object element) {
if v v S `(!r4 G ;eadOnly) {
&nk } ? j b X 1bsp; int newSize = sii e 4 Z 6 } m eze 4 g q ; ^;+&nx d 1 { /bsp;1;
&nbQ p v 1 6 wsp;if (newSize > elements.le0 8 7 A T Sngth) {
Object&. ? q U @ l G +nbsp;newElements = new Object;
8 ~ G n J & 9;for (int i = 0; i < size; i++) {
&x b , `nbspN h A %; &ni ( e o ( c kbsp; newElements = elements;
}
&nb[ H e 4 w ` U i zsp; elements = newElements
&^ w : [ 9 m ?nbsp; }r C Q I
elements = eM h + 0 . L l 7 6lement;
&nbZ H c k + sp; }
}重构后：
public void add(Objecp 9 3 ^ b t ]t element) {
if (readOnly) {
return;
}
&Y 4 U B m T Onbsp;if (overCaJ v B X QpacitK [ 6 Qy()) {
) G p F _ C r $grow();
}
v ` x ) . uble getPayAmount() {
double result;
&nb! X m k -sp;if (_isDead) result = deadAmount();
else {
C @ N n : O | S bed) result = separatedAmount();
else {
&nbF ) & m d ]sp; if (_isRetired) res2 B } T a L { 1 qult = retiredAmount();
else result = normalPayAmount();
&z A g %nbsp;&nbo u / -sp; ~ j U; };
}
&nb} Y a 3 # T ^ sp; return result;
}重构之后w a e w 5 Z
double getPayAmoun& 9 D . = U dt() {
&B ) l I Tnbsp; if (_isDeadv c c ] ; f [ |) return deadAmount();
if P z W j { w(_isSeparated) return separatedAmount();
if (_isRe1 } q Ptired) return retiredAmount();
&nA c v Y j b [ Rbsp; return normalPayAmount();
}使用场景
当看到一个方z C 7 9 b / x d i法中，某一层代码块都被一个 if...else 完整控制时，通常可以采用卫语句。
问题三：if…else 表达式过于复杂
问题表现
if...else 所导致的第三个问题来自过于r 4 d T复杂的条件表达式。下面给个简单的例子，当% * 9 3 S * U } - condition 1、2、3、4 分别为 true、false，请大家排列组合一下下面表达式的结果。
1 if ((condition1 && condition2 )6 f 7 [ * || ((condition2 || condition3) && condition4)) {
2
3 }我想没人愿意干上面的事情。关键是，这一大坨表达式的含义是什么？关键便在于，当不知道表达式的含义时，没人愿意推断它的结果。u - 8 V v / q i
所以，表达e s ! Z Z k 0式复杂，并不一定是错。但是表达式难以让人理解就不好了。
如何解决
对于 if...else 表达式复杂Z S q T f K ~ C的问题，主要用代码重构中的抽取方法、移动方法等手段解决。因为这些方法在《代码重构》一书中都有介绍，所以这里不再重复。
总结
本文一个介绍了10种（算上扩展有12种）用于消除、简化 if...else 的方法。还有一些方法，如通过策略模式、状态模式等手段消除 if...else 在《r G 8 O S X o s :重构与模式》一书中n = H o Y 3 J也有介绍。
正如前言所说，if...else 是代码中的重要组成部分，但是过度、不必要地使用 if...else，p - 7 H会对代码的可读性、可扩展性造成负面影响，进而影响到整个软件系统。
“干掉”if...else 的能力高低反映的是程序员对软件重构、设计模式、面向对象设计、架构模式、数据结构等多方面技术的综合运用能力，反映的是程序员的内功。
要合理使, + Q k Z i /用 if...else，不能9 ; V o没有设计，也不能过度设计。这些对技术的综合、合理地运用都需要程序员在} f f工作中不断的摸索总结。