許多學生在維護舊項目時遇到過復雜的業(yè)務邏輯嵌套在深層的if-else語句中。面對這樣的亂象，簡單地增量修改通常只會增加復雜性和降低可讀性。那么，有沒有固定的套路可以整理這些代碼呢？這里分享三種簡單而常見的重構(gòu)方法。

什么是意大利面條代碼？

所謂“意大利面條代碼”在處理復雜業(yè)務過程時很常見。它通常具有以下特點：

• 內(nèi)容冗長
• 結(jié)構(gòu)混亂
• 嵌套深

我們知道，主流編程語言都有函數(shù)或方法來組織代碼。對于意大利面條代碼，我們可以將其視為滿足這些特點的函數(shù)。根據(jù)語言語義的不同，可以將其分為兩種基本類型：

if…if 類型

這種代碼結(jié)構(gòu)看起來像這樣：

function demo(a, b, c) {
  if (f(a, b, c)) {
    if (g(a, b, c)) {
      // ...
    }
    // ...
    if (h(a, b, c)) {
      // ...
    }
  }

  if (j(a, b, c)) {
    // ...
  }

  if (k(a, b, c)) {
    // ...
  }
}

其流程圖如下：

圖片

通過自上而下嵌套 if 語句，單個函數(shù)內(nèi)的控制流不斷增長。不要以為控制流增長時，復雜性只是線性增加。我們知道，函數(shù)處理數(shù)據(jù)，每個 if 內(nèi)通常都有數(shù)據(jù)處理邏輯。所以即使沒有嵌套，如果有 3 個這樣的 if 段，那么根據(jù)每個 if 是否執(zhí)行，會有 2 ^ 3 = 8 種可能的數(shù)據(jù)狀態(tài)。如果有 6 段，則會有 2 ^ 6 = 64 種狀態(tài)。因此，隨著項目規(guī)模的擴大，調(diào)試函數(shù)變得指數(shù)級困難！在數(shù)量級上，這與《人月神話》中分享的經(jīng)驗一致。

else if…else if 類型

這種代碼控制流也很常見，看起來像這樣：

function demo(a, b, c) {
  if (f(a, b, c)) {
    if (g(a, b, c)) {
      // ...
    } else if (h(a, b, c)) {
      // ...
    }
    // ...
  } else if (j(a, b, c)) {
    // ...
  } else if (k(a, b, c)) {
    // ...
  }
}

其流程圖如下：

圖片

else if 最終只會進入其中一個分支，因此不會像前面提到的那樣出現(xiàn)組合爆炸。然而，在深層嵌套中，復雜性依然很高。假設每層嵌套有 3 個 else if 語句，有 3 層嵌套，則會有 3 ^ 3 = 27 種可能的出口。如果每個出口對應一種處理數(shù)據(jù)的方式，那么在一個函數(shù)內(nèi)封裝這么多邏輯違背了單一職責原則。而且，這兩種類型可以無縫結(jié)合，進一步增加復雜性和降低可讀性。

但為什么在框架和庫如此先進的時代，我們?nèi)匀唤?jīng)常遇到這樣的代碼？在我看來，可復用的模塊確實幫助我們減少了模板代碼；然而，不管業(yè)務邏輯封裝得多好，開發(fā)者仍需要編寫它。即使是簡單的 if-else 語句，也能成倍增加控制流的復雜性。從這個角度看，如果沒有基本的編程技巧，不管多快掌握優(yōu)秀的框架和庫，你可能仍然會寫出混亂的項目。

重構(gòu)策略

在上文中，我們討論了兩種面條代碼，并定量展示了它們?nèi)绾纬杀对黾涌刂屏鞯膹碗s性。然而，在現(xiàn)代編程語言中，這種復雜性實際上是完全可控的。以下是列舉的幾種編程技巧來改善面條代碼的場景。

圖片

基本情況

對于 if…if 類型的面條代碼，可以通過基本函數(shù)拆分來解決復雜性增長的問題。下圖中每個綠色框代表一個拆分出的新函數(shù)：

由于現(xiàn)代編程語言中放棄了 goto，無論控制流多復雜，函數(shù)體內(nèi)代碼的執(zhí)行順序總是自上而下的。因此，我們完全可以從上到下逐步將單體大函數(shù)拆分為多個小函數(shù)而不改變控制流邏輯，然后一個個調(diào)用它們。這是經(jīng)驗豐富的同事常用的技巧，具體代碼實現(xiàn)這里不再詳細闡述。

需要注意的是，這種方法中所謂的不改變控制流邏輯是指不需要改變業(yè)務邏輯執(zhí)行的方式，只是將代碼移出去并包裹一層函數(shù)。有些同學可能認為這種方法只是治標不治本——它只是將一段長面條切成幾段短面條，沒有本質(zhì)區(qū)別。

但真的是這樣嗎？通過這種方法，我們可以將具有 64 種狀態(tài)的大函數(shù)拆分為 6 個只返回 2 種狀態(tài)的小函數(shù)，以及一個逐一調(diào)用它們的主函數(shù)。這樣，每個函數(shù)的復雜性增長率從指數(shù)級降低為線性。

通過這種方式，我們解決了 if…if 類型的面條代碼；那么else if…else if類型的呢？

查找表

對于 “else if…else if” 類型的面條代碼，一種最簡單的重構(gòu)策略是使用所謂的查找表。它以鍵值對的形式封裝每個 else if 中的邏輯：

const rules = {
  x: function (a, b, c) { /* ... */ },
  y: function (a, b, c) { /* ... */ },
  z: function (a, b, c) { /* ... */ }
};

function demo(a, b, c) {
  const action = determineAction(a, b, c);
  return rules[action](a, b, c);
}

每個 else if 中的邏輯被重寫為一個獨立的函數(shù)，然后我們可以按以下方式拆分過程：

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對于本身支持反射的腳本語言來說，這是一個相對簡單的技巧。然而，對于更復雜的 else if 條件，這種方法會將控制流復雜性重新集中到 determineAction 中，確定該走哪個分支。有沒有更好的方法來處理這個問題呢？

責任鏈模式

在上文中，查找表是通過鍵值對實現(xiàn)的。當每個分支是一個簡單判斷時，如 else if (x === ‘foo’)，foo 可以作為重構(gòu)集合的鍵。然而，如果每個 else if 分支包含復雜的條件判斷并且需要特定的執(zhí)行順序，我們可以使用責任鏈模式來更好地重構(gòu)這種邏輯。

對于 else if，需要注意每個分支是自上而下判斷的，最終只會執(zhí)行其中一個。這意味著我們可以通過存儲一個“判斷規(guī)則”的數(shù)組來實現(xiàn)這種行為。如果一個規(guī)則匹配，則執(zhí)行該規(guī)則對應的分支。我們稱這樣的數(shù)組為“責任鏈”，其模式下的執(zhí)行過程如圖所示：

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在代碼實現(xiàn)中，我們可以通過責任鏈數(shù)組定義等價于else if的規(guī)則。

const rules = [
  {
    match: function (a, b, c) { /* ... */ },
    action: function (a, b, c) { /* ... */ }
  },
  {
    match: function (a, b, c) { /* ... */ },
    action: function (a, b, c) { /* ... */ }
  },
  {
    match: function (a, b, c) { /* ... */ },
    action: function (a, b, c) { /* ... */ }
  }
  // ...
]

rules 中的每項都具有 match 和 action 屬性。此時我們可以將原來的 else if 函數(shù)重寫為遍歷責任鏈數(shù)組：

function demo (a, b, c) {
  for (let i = 0; i < rules.length; i++) {
    if (rules[i].match(a, b, c)) {
      return rules[i].action(a, b, c)
    }
  }
}

當每個責任被匹配時，原函數(shù)將直接返回，這也完全符合 else if 的語義。這樣，我們實現(xiàn)了將復雜的 else if 邏輯拆分為單獨的部分。

結(jié)尾

面條代碼往往出現(xiàn)在無腦的“粗暴、快速、猛烈”風格的開發(fā)中。許多 bug 修復是通過粗暴地在這里添加一個 if 并在多處返回語句來完成的，再加上缺乏注釋，這很容易導致代碼可讀性降低和復雜性增加。

然而，解決這個問題其實并不復雜。這些示例之所以簡單，基本上是因為強大的高級編程