重构·改善既有代码的设计.03之重构手法（上）

1. 前言

之前的重构系列中，介绍了书中提到的重构基础，以及识别代码的坏味道。今天继续第三更，讲述那些重构手法（上）。看看哪些手法对你的项目能有所帮助…

2. 重新组织函数

对函数进行整理，使之更恰当的包装代码。

1、Extract Method 提炼函数。

改造前：

void printInfoAndDetail() {this.printInfo();   System.out.println("this is detail name:" + _name);System.out.println("this is detail account:" + _account);
}

改造后：

void printInfoAndDetail() {this.printInfo();   this.printDetail();
}void printDetail() { System.out.println("this is detail name:" + _name);System.out.println("this is detail account:" + _account);
}

动机：
控制函数的粒度，函数粒度很小，那么被复用的机会就更大；其次会使高层函数读起来就像一系列注释，再次，如果函数都是细粒度，那么函数的覆盖也会更容易。
一个函数多长才算合适？其实长度不是关键问题，关键在于函数名和函数本体之间的语义距离。
做法：
1、创造一个新函数，根据这个函数意图来命名（以它”做什么“来命名，而不是”怎样做“命名）。
只要新的函数名能够以更好的方式昭示代码意图，你也应该提炼他（就算代码只是一条消息，或一个函数调用）。但如果你想不出一个更有意义的名称，就别动。
2、将提炼出来额代码从源函数复制到新建的目标函数中。
3、检查变量。检查提炼出的代码是否引用了源代函数的局部变量或参数。以被提炼函数中是否含有临时变量。
难点：
这个重构手法的难点就在于局部变量的控制，包括传进源函数的参数和源函数所有声明的临时变量。

2、Inline Method 内联函数。

改造前：

int getRating() {return isGe5() ? 2 : 1;
}boolean isGe5(){return _num >= 5;       
}

改造后：

int getRating() {return _num >= 5 ? 2 : 1;
}

动机：
移除非必要的间接层。当然间接层有其价值，但不是所有的间接层都有价值，可以去除那些无用的间接层。
做法：
1、检查函数，确定他不具备多态性。如果有子类继承了这个函数，那就不能将此函数内联。因为子类无法覆盖一个根本不存在的函数。如例子中，子类可以重写isGe5()，但内敛之后的_num > 5 ? 2 : 1是无法重写的，除非你重写了getRating()。
2、找出函数的所有被调用点，将这个函数的所有被调用点都替换为函数本体。

3、Inline Temp 内联临时变量。

改造前：

double price = order.price();
return price > 1000;

改造后：

return order.price() > 1000

4、Replace Temp With Query 以查询取代临时变量。

改造前：

double price = _qu * _item;
if(price > 1000){return price * 0.95;
} else {return price * 0.98;   
}

改造后：

if(getPrice() > 1000){return getPrice() * 0.95;
} else {return getPrice() * 0.98;   
}double getPrice(){return _qu * _item;
}

5、Introduce Explaining Variable 引入解释性变量。

改造前：

if((platform.indexOf("mac") > -1) && (platform.indexOf("ie") > -1) && resize > 0
){// todo...        
}

改造后：

final boolean isMac = (platform.indexOf("mac") > -1;
final boolean isIe = (platform.indexOf("ie") > -1;
final boolean resized = resize > 0;if( && isIe && resized){// todo...        
}

6、Split Temporary Variable 分解临时变量。

改造前：

double temp = 2 * (_h + _w);
System.out.println(temp);
temp = _h * _w;
System.out.println(temp);

改造后：

final double temp = 2 * (_h + _w);
System.out.println(temp);
final double area = _h * _w;
System.out.println(area);

7、Remove Assignments to Parameters 移除对参数的赋值。

改造前：

int discount(int inputVal) {if(inputVal > 50) inputVal -= 2;
}

改造后：

int discount(int inputVal) {int result = inputVal;if(inputVal > 50) result -= 2;
}

3. 在对象之间搬移特性

“决定把责任放在哪儿”。

1、Move Method 搬移函数。

如果一个类有太多的行为，或如果一个类于另一个类有太多合作而形成高度耦合，尝试搬移函数。将旧函数变成一个单纯的委托函数，或是将旧函数完全移除。
改造前：

class Account {private AccountType _type;private int _dayOverdrawn;double overdraftCharge(){if(_type.isPremium()) {double result = 10;if(_dayOverdrawn > 7) result += (_dayOverdrawn - 7) * 0.85;return result;        } else {return _dayOverdrawn * 1.75;        }}
}

改造后：

class Account {private AccountType _type;private int _dayOverdrawn;double overdraftCharge(){return _type.overdraftCharge(_dayOverdrawn);}
}class AccountType {double overdraftCharge(int daysOverdrawn){if(isPremium()) {double result = 10;if(dayOverdrawn > 7) result += (dayOverdrawn - 7) * 0.85;return result;        } else {return dayOverdrawn * 1.75;        }}
}

2、Move Field 搬移字段。

如果一个字段，在其所驻类之外的另一个类中有更多函数使用了它，就要考虑搬移这个字段。这里的使用可能是设值，取值函数间接进行的。
改造前：

class Account {private AccountType _type;private int _rate;double overdraftCharge(double amount, int days){return _rate * amount * days / 365;}
}

改造后：

class Account {private AccountType _type;double overdraftCharge(){return _type.getRate() * amount * days / 365;}
}class AccountType {private double _rate;void setRate(double r) {this._rate = r;    }void getRate() {return _rate;  }
}

3、Extract Class 提炼类。

建立一个新类，将相关的字段和函数从旧类搬移到新类。一个类应该是一个清楚的抽象，处理一些明确的责任。
改造前：

class Account {private String personName;private String personPhone;private double money;public String getAccountInfo(){return personName + "，联系方式：" + personPhone + "，余额：" + money;    }    
}

改造后：

class Account {private Person person = new Person();private double money;public String getAccountInfo(){return person.getPersonName() + person.personPhone() + "，余额：" + money;    }    
}class Person {private String personName;private String personPhone;public String getPersonName(){return "联系人：" + personName;}public String getPersonPhone(){return "联系方式：" + personPhone;}
}

4、Inline Class 将类内联化。

将这个类的所有特性搬移到另一个类中，然后移除原类。与Extract Class相反。

5、Hide Delegate 隐藏“委托关系”。

“封装”即使不是对象的最关键特性，也是最关键特性之一。“封装”意味着每个对象都应该尽可能少了解系统的其他部分。
改造前：

class Person {private Department department;public Department getDepartment(){return department;}    
}class Department {private Person manager;public Person getManager(){return manager;    }
}// 如果客户希望知道某人的经理是谁，那他的调用关系是：
xxx.getDepartment().getManager();
// 暴露了部门和经理的委托关系

改造后：

class Person {private Department department;public Department getDepartment(){return department;}public Person getManager(){return department.getManager();    }    
}class Department {private Person manager;public Person getManager(){return manager;    }
}// 如果客户希望知道某人的经理是谁，那他的调用关系是：(隐藏了Department)
xxx.getManager();

6、Remove Middle Man 移除中间人。

某个类做了过多的简单委托动作。

7、Introduce Foreign Method 引入外加函数。

当你需要为提供服务的类增加一个函数，但你无法修改这个类。如果你只使用这个函数一次，那么额外编码工作没什么大不了，升值可能根本不需要原本提供服务的那个类。然而，如果你需要多次使用这个函数，就得不断重复这些代码。重复代码是软件万恶之源。
改造前：

Date newStart = new Date(pre.getYear(), pre.getMethod(), pre.getDate() + 1);

改造后：

Date newStart = nextDay(pre);private static Date nextDay(Date arg) {return new Date(arg.getYear(), arg.getMethod(), arg.getDate() + 1);
}

如真实项目中的案例：
BeanUtil.copyProperties()，原始方法该行为需要抛异常，且被建议不再使用该方法进行bean复制。
于是引入外加函数：

class BeanUtilExt {public static void copyProperties(Object target, Object source) {try {BeanUtil.copyProperties()      } catch (Exception) {// ignored...        }    }
}

这种方式个人不推荐。

8、Introduce Local Extension 引入本地扩展。

当你需要为提供服务的类提供一些额外函数，但你无法修改这个类。

4. 重新组织数据

1、Self Encapsulate Field 自封装字段。

改造前：

private int _low, _high;
boolean includes(int arg){return arg >= _low && arg <= _high;
}

改造后：

private int _low, _high;
boolean includes(int arg){return arg >= getLow() && arg <= getHigh();
}int getLow(){return _low;
}
int getHigh(){return _high;
}

直接访问变量好处：代码容易阅读。
间接访问变量好处：子类可以通过重写（覆盖）一个函数而改变获取数据的途径。

2、Replace Data Value with Object 以对象取代数据值。

开发初期，你往往决定以简单的数据项表示简单的情况。但是，随着开发的进行，你可能会发现，这些简单的数据项不再那么简单了。比如你一开始会用字符串来表示“电话号码”，但是随后你会发现，电话号需要“格式化”，“抽取区号”之类的特殊行为。如果这样的数据项只有一两个，你还可以把相关函数放进数据项所属的对象里，但是Duplicate Code和Feature Envy很快就会表现出来。这时，你就应该将数值变为对象。

3、Change Value toReference 将值对象改为引用对象。

你从一个类衍生出许多批次相等的实例，希望将它们替换为同一个对象。

4、Change Reference to Value 将引用对象改为值对象。

你有一个引用对象，很小且不可变，而且不易管理。

5、Replace Array with Object 以对象取代数组。

你有一个数组，其中的元素各自代表不同的东西。
改造前：

String[] row = new String[3];
row[0] = "liver";
row[1] = "15";

改造后：

Performance row = new Performance();
row.setName("liver");
row.setWins(15);

6、Duplicate Observed Data 复制“被监视数据”。

有一些领域数据置身于GUI组件中，而领域函数需要访问这些数据。
将该数据复制到一个领域对象中。建立一个Observer模式，用以同步领域对象和GUI对象内的重复数据。可以使用事件监听器，诸如JAVAFX中的Property。

7、Change Unidirectional Association to Bidirectional 将单向关联改为双向关联。

两个类都需要使用对方特性，但其间只有一条单向链接。

8、Change Bidirectional Association to Unidirectional 将双向关联改为单向关联。

两个类之间有双向关联，但其中一个类如今不再需要另一个类的特性。

9、Replace Magic Number with Symbolic Constant 以字面常量取代魔法值。

改造前：

double count(double a, double b){return a * 0.95 * b;
}

改造后：

double count(double a, double b){return a * RATE_CONSTANT * b;
}

static final double RATE_CONSTANT = 0.95;

10、Encapsulate Field 封装字段。

即面向对象的首要原则之一：封装，或称为“数据隐藏”。
改造前：

public String _name;

改造后：

private String _name;public String getName() {return _name;
}public void setName(String name) {this._name = name;
}

11、Encapsulate Collection 封装集合。

让这个函数返回该集合的一个只读副本，并在这个类中提供添加/移除集合元素的函数。
改造前：

class Person {List<String> classes;public List<String> getClasses(){return classes;   }public void setClasses(List<String> cls){this.classes = cls;}
}

改造后：

class Person {List<String> classes;public List<String> getClasses(){return classes;   }// setter方法隐藏，避免用户修改集合内容而一无所知private void setClasses(List<String> cls){this.classes = cls;}public void addClass(String cls) {classes.add(cls);}public void removeClass(String cls) {classes.remove(cls);}
}

12、Replace Record with Data Class 以数据类取代记录。

主要用来应对传统编程环境中的记录结构。

13、Replace Type Code with Class 以类取代类型码。

类中有一个数值类型码，但它并不影响类的行为。
改造前：

class Person {public static final int O = 0;public static final int A = 1;public static final int B = 2;public static final int AB = 3;@Getter@Setterprivate int _bloodGroup;public Person(int bloodGroup) {_bloodGroup = bloodGroup;}
}

改造后：

class Person {public static final int O = BloodGroup.O.getCode();public static final int A = BloodGroup.A.getCode();public static final int B = BloodGroup.B.getCode();public static final int AB = BloodGroup.AB.getCode();@Getterprivate int _bloodGroup;public Person(int bloodGroup) {_bloodGroup = BloodGroup.code(bloodGroup);}public void setBloodGroup(int arg) {_bloodGroup = BloodGroup.code(arg);}
}class BloodGroup {public static final BloodGroup O = new BloodGroup(0);public static final BloodGroup A = new BloodGroup(1);public static final BloodGroup B = new BloodGroup(2);public static final BloodGroup AB = new BloodGroup(3);private static final BloodGroup[] _values = {A, A, B, AB}; @Getterprivate final int _code;private BloodGroup(int code) {_code = code;    }public static BloodGroup code(int arg) {return _values[arg];    }}

14、Replace Type Code with Subclasses 以子类取代类型码。

你有一个不可变的类型码，他会影响类的行为。

15、Replace Type Code with State/Strategy 以State/Strategy取代类型码。

你有一个类型码，它会影响类的行为，但你无法通过继承手法消除他。

5. 小结

到此仅汇总了一半的重构手法，个人觉得部分重构手法是以牺牲一定的代码阅读性为代价。且书中提到的多数重构手法还是要视具体编程场景而定。避免错误引用。
重构手法和设计模式一样，均为编程模式中的最佳实践。是符合大多数场景和行为的思想或方法的总结。记住是大多数。了解最佳实践有助于提高平常的编码习惯以及提升代码的维护性，可修改性。但如果被错误引用，程序将因为过度设计或引用而变得臃肿。
持续更新中…将继续更新重构手法（下）…