優(yōu)雅代碼,建議掌握這 11個編程原則!
糟糕的代碼形式可以千千萬,優(yōu)雅且高質(zhì)量的代碼卻是極其的相通,如何寫出讓人信服的高質(zhì)量代碼?這篇文章,我們總結(jié)了很多高手的經(jīng)驗,一共歸納了 11條編碼基本原則。
1. DRY
DRY,全稱 Don't Repeat Yourself(不要重復(fù)你自己),它是軟件開發(fā)中的一個重要設(shè)計原則,旨在減少代碼的重復(fù)性,提高代碼的可維護性和可讀性。遵循 DRY 原則可以使代碼更加簡潔、易于理解和修改。
(1) DRY 核心思想
DRY 的核心思想是:任何知識在系統(tǒng)中都應(yīng)該有一個單一、明確、權(quán)威的表示,簡單來說,就是避免在代碼中出現(xiàn)重復(fù)的邏輯或數(shù)據(jù)。
(2) 如何實現(xiàn) DRY?
①抽象和封裝
- 將重復(fù)的代碼抽象為函數(shù)、方法或者類。
- 使用模塊化編程,將常用的邏輯封裝在獨立的模塊中,便于復(fù)用。
②使用常量
- 如果某個值在代碼中多次使用,可以將其定義為常量,避免硬編碼。
- 這樣不僅減少了重復(fù)代碼,還提高了代碼的可讀性和可維護性。
③利用繼承和多態(tài)
- 在面向?qū)ο缶幊讨?,使用繼承和多態(tài)來減少代碼重復(fù)。
- 將通用的功能放在父類中,子類繼承并擴展這些功能。
④模板和泛型
- 使用模板和泛型來創(chuàng)建可重復(fù)使用的代碼結(jié)構(gòu),適用于多種類型和場景。
⑤配置文件和數(shù)據(jù)庫
- 將可變的數(shù)據(jù)和配置項存儲在配置文件或數(shù)據(jù)庫中,而不是硬編碼在程序中。
(3) DRY 的優(yōu)勢
①提高代碼質(zhì)量
- 避免代碼重復(fù),使代碼更加簡潔和易于理解。
- 減少了出錯的可能性,因為同一個邏輯只需要維護一處。
②便于維護
- 代碼修改時只需更改一個地方,減少了維護成本。
- 提高了代碼的一致性和可靠性。
③增強代碼復(fù)用性
- 通過抽象和封裝,提高了代碼的復(fù)用性,減少了重復(fù)工作。
2. KISS
KISS,全稱 Keep It Simple And Stupid(保持簡簡單),旨在提醒開發(fā)人員盡量保持代碼的簡潔性和易讀性。
(1) KISS 核心思想
KISS原則的核心思想是盡量避免不必要的復(fù)雜性。這意味著在設(shè)計和編寫代碼時,應(yīng)盡量選擇簡單、直接的解決方案,而不是過度設(shè)計或引入不必要的復(fù)雜性。
(2) 如何實現(xiàn) KISS?
①避免過度設(shè)計
- 不要為了顯示自己的編程技巧而編寫復(fù)雜的代碼。
- 簡單的代碼更容易理解、調(diào)試和維護。
②使用明確的命名
- 變量、函數(shù)和類的命名應(yīng)盡量清晰、明確,能夠反映其用途。
- 避免使用晦澀難懂的縮寫或不相關(guān)的命名。
③分解問題
- 將復(fù)雜的問題分解為多個簡單的小問題,每個小問題用一個簡單的函數(shù)或方法來解決。
- 避免在一個函數(shù)或方法中處理過多的邏輯。
④遵循單一職責原則
- 每個函數(shù)或類應(yīng)只負責一個職責或任務(wù)。
- 這樣可以避免代碼過于復(fù)雜,并提高代碼的可維護性。
⑤重用現(xiàn)有工具和庫
- 不要重復(fù)發(fā)明輪子,盡量使用現(xiàn)有的工具和庫來解決問題。
- 這不僅可以減少代碼量,還可以提高代碼的可靠性和可維護性。
3. Refactor
Refactor(重構(gòu))是指在不改變代碼外部行為的前提下,對代碼內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行調(diào)整,以提高代碼的可讀性、可維護性和性能。
(1) 重構(gòu)核心思想
重構(gòu)的核心思想是通過逐步改進代碼結(jié)構(gòu),使其更易于理解和維護,重構(gòu)不是一次性的大改動,而是通過一系列的小步驟逐步優(yōu)化代碼。
(2) 重構(gòu)的好處
- 提高代碼可讀性:重構(gòu)后的代碼更加簡潔、清晰,便于理解。
- 提高代碼可維護性:減少代碼中的重復(fù)和冗余,使得修改和擴展代碼更加容易。
- 減少錯誤:通過清晰的代碼結(jié)構(gòu)和邏輯,減少潛在的錯誤和Bug。
- 提高開發(fā)效率:重構(gòu)后的代碼更易于測試和調(diào)試,從而提高開發(fā)效率。
(3) 重構(gòu)常見技巧
①提取方法
- 將一段復(fù)雜的代碼提取到一個獨立的方法中,使原方法更加簡潔。
- 有助于提高代碼的可讀性和復(fù)用性。
②重命名
- 使用有意義的命名來替代晦澀難懂的命名。
- 提高代碼的可讀性和理解性。
③內(nèi)聯(lián)方法
- 如果一個方法的實現(xiàn)非常簡單,可以將其直接替換到調(diào)用處。
- 減少不必要的方法調(diào)用,提高代碼的簡潔性。
④替換魔法數(shù)字
- 將代碼中的硬編碼數(shù)值替換為有意義的常量。
- 提高代碼的可讀性和可維護性。
⑤提取類
- 將一個類中職責過多的部分提取到一個新的類中。
- 遵循單一職責原則,使類的職責更加明確。
⑥合并重復(fù)代碼
- 將重復(fù)的代碼提取到一個獨立的方法或類中。
- 遵循DRY(Don't Repeat Yourself)原則,提高代碼的復(fù)用性。
4. SOLID
SOLID是 Robert C. Martin(也稱為Uncle Bob)提出或者總結(jié)出來的經(jīng)典之作。它可以適用于各種編程語言,通常會用來衡量一個模塊,系統(tǒng)設(shè)計的是否合理。
(1) SOLID是什么?
在 架構(gòu)整潔之道 這本經(jīng)典的書籍中有一套關(guān)于軟件設(shè)計的 SOLID 原則,SOLID 實際上是五個設(shè)計原則首字母的縮寫,它們分別是:
- 單一職責原則(Single responsibility principle, SRP)
- 開放封閉原則(Open–closed principle, OCP)
- Liskov 替換原則(Liskov substitution principle, LSP)
- 接口隔離原則(Interface segregation principle, ISP)
- 依賴倒置原則(Dependency inversion principle, DIP)
5. Document Your Code
Document Your Code(記錄你的代碼,簡稱 DYC),旨在提高代碼的可讀性、可維護性和可擴展性。通過在代碼中添加注釋和文檔,可以幫助自己和他人更好地理解代碼的意圖、邏輯和功能。
(1) DYC 核心思想
DYC 的核心思想是通過詳細的注釋和文檔,使代碼更加易于理解和維護。這不僅對當前的開發(fā)工作有幫助,對于未來的維護、調(diào)試和擴展也至關(guān)重要。
(2) 如何實現(xiàn) DYC?
①添加注釋
- 在代碼的關(guān)鍵部分添加注釋,解釋代碼的意圖和邏輯。
- 注釋應(yīng)簡潔明了,避免冗長和重復(fù)。
②編寫文檔
- 為復(fù)雜的模塊、類和方法編寫詳細的文檔,解釋它們的功能、用途和使用方法。
- 文檔可以包括設(shè)計文檔、API文檔、用戶手冊等。
③使用自解釋代碼
- 通過使用有意義的變量名、函數(shù)名和類名,使代碼自解釋。
- 盡量減少對注釋的依賴,但在必要時仍應(yīng)添加注釋。
④保持文檔更新
- 在修改代碼時,及時更新相關(guān)的注釋和文檔。
- 確保文檔與代碼保持一致,避免文檔過時。
⑤使用工具
- 使用文檔生成工具(如 Java 的 Javadoc)自動生成API文檔。
- 使用版本控制系統(tǒng)(如 Git)來跟蹤文檔的變化。
⑥Creation Over Legacy
- Creation Over Legacy(創(chuàng)建優(yōu)于繼承,簡稱 COL)原則主要應(yīng)用于面向?qū)ο缶幊蹋∣OP)中,強調(diào)通過對象的組合和創(chuàng)建來實現(xiàn)復(fù)雜行為,而不是通過繼承。
(3) COL 的核心思想
COL的核心思想是通過對象的組合和創(chuàng)建來實現(xiàn)復(fù)雜行為,而不是依賴繼承。這有助于保持系統(tǒng)的靈活性、可維護性和可擴展性。
(4) 為什么選擇 COL?
①減少復(fù)雜性
- 繼承層次結(jié)構(gòu)過深會導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜性增加,難以理解和維護。
- 通過組合,可以將復(fù)雜行為分解為多個獨立的、易于理解的小對象。
②提高靈活性
- 組合比繼承更靈活,可以在運行時動態(tài)地改變對象的行為。
- 通過依賴注入,可以輕松替換和擴展對象的功能。
③增強可測試性
- 組合和依賴注入使得單元測試更加容易,因為可以輕松地模擬和替換依賴對象。
- 避免了繼承層次結(jié)構(gòu)中常見的耦合問題。
如果你用面向?qū)ο缶幊蹋∣OP)來編寫代碼,你會發(fā)現(xiàn)這個規(guī)則非常有用,創(chuàng)建優(yōu)于繼承的規(guī)則主要是關(guān)于具有復(fù)雜行為的對象由具有不同行為的對象實例組成,它們不應(yīng)添加新行為并繼承一個類。
依賴繼承會導(dǎo)致兩個主要問題:
- 首先,如果你嘗試快速實現(xiàn),繼承層次結(jié)構(gòu)會變得復(fù)雜。
- 其次,你在定義不同或特殊行為時靈活性較差。假設(shè)你需要實現(xiàn)共享行為:
7. Clean Code At All Costs
Clean Code At All Costs(始終保持代碼清潔)原則強調(diào)代碼的清晰、簡潔和可維護性。無論在何種情況下,都應(yīng)盡量保持代碼的清潔。這不僅使得代碼更易于理解和維護,還能提高軟件的質(zhì)量和開發(fā)效率。
(1) Clean Code 的核心思想
Clean Code 的核心思想是:編寫易于閱讀、理解和維護的代碼。這意味著代碼應(yīng)該盡量避免復(fù)雜性、重復(fù)和不必要的冗長,同時保持邏輯的清晰和一致性。
(2) 如何實現(xiàn) Clean Code?
①使用有意義的命名
- 變量、函數(shù)和類的命名應(yīng)盡量清晰、明確,能夠反映其用途。
- 避免使用晦澀難懂的縮寫或不相關(guān)的命名。
②函數(shù)應(yīng)簡潔
- 每個函數(shù)應(yīng)只做一件事,并且盡量短小。
- 如果函數(shù)過長或過于復(fù)雜,應(yīng)考慮將其拆分為多個更小的函數(shù)。
③避免重復(fù)代碼
- 遵循DRY(Don't Repeat Yourself)原則,將重復(fù)的代碼提取為獨立的函數(shù)或模塊。
- 這樣不僅減少了代碼量,還提高了代碼的可維護性。
④保持代碼一致性
- 代碼風格應(yīng)保持一致,無論是命名、縮進還是注釋風格等。
- 可以使用代碼風格檢查工具來確保一致性。
⑤注重代碼結(jié)構(gòu)
- 代碼應(yīng)有清晰的結(jié)構(gòu),邏輯應(yīng)盡量直觀和易于跟蹤。
- 使用適當?shù)淖⑨尯臀臋n來解釋復(fù)雜的邏輯和設(shè)計決策。
⑥避免深層嵌套
- 避免過深的嵌套結(jié)構(gòu),如過多的if-else或循環(huán)嵌套。
- 可以通過提前返回、使用衛(wèi)語句等方式來簡化嵌套結(jié)構(gòu)。
⑦注重錯誤處理
- 錯誤處理應(yīng)盡量明確和簡單,不應(yīng)隱藏錯誤或忽略異常。
- 使用適當?shù)漠惓L幚頇C制,并提供有意義的錯誤信息。
⑧YAGNI
YAGNI,全稱 You Aren't Gonna Need It(你不需要它),它是極限編程(Extreme Programming,XP)中的一項重要原則,旨在提醒開發(fā)人員不要編寫那些當前不需要的功能或代碼。YAGNI原則的核心思想是:只實現(xiàn)當前需求所必須的功能,不要為未來可能需要的功能編寫代碼。
(3) YAGNI 原則的核心思想
YAGNI原則的核心思想是:避免過度設(shè)計和過早優(yōu)化,只實現(xiàn)當前需求所必須的功能。這樣可以減少代碼的復(fù)雜性、提高開發(fā)效率和代碼質(zhì)量。
(4) 為什么選擇 YAGNI 原則?
①減少復(fù)雜性
- 過多的功能和代碼會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性,難以理解和維護。
- 只實現(xiàn)當前需求,可以使代碼更加簡潔和易于管理。
②提高開發(fā)效率
- 實現(xiàn)不必要的功能會浪費時間和資源,降低開發(fā)效率。
- 專注于當前需求,可以更快地交付功能和產(chǎn)品。
③減少錯誤
- 不必要的功能和代碼會引入更多的錯誤和 Bug,增加測試和調(diào)試的難度。
- 只實現(xiàn)當前需求,可以減少潛在的錯誤和 Bug。
④增強靈活性
- 未來的需求可能會變化,過早實現(xiàn)的功能可能會變得不再適用。
- 只實現(xiàn)當前需求,可以保持系統(tǒng)的靈活性,便于將來根據(jù)實際需求進行調(diào)整。
9. Delegation Principles
委托原則(Delegation Principles)強調(diào)將任務(wù)或職責委托給適當?shù)膶ο蠡蚍椒▉硗瓿桑皇怯僧斍皩ο笾苯訉崿F(xiàn)。這種方式可以提高代碼的靈活性、可維護性和可復(fù)用性。
(1) 委托原則的核心思想
委托原則的核心思想是:將任務(wù)或職責委托給最適合處理它的對象或方法。通過這種方式,可以減少代碼的耦合度,增強代碼的靈活性和可復(fù)用性。
(2) 為什么選擇委托原則?
①提高靈活性
- 委托可以讓對象在運行時動態(tài)地決定由誰來處理任務(wù)。
- 這使得系統(tǒng)更具適應(yīng)性和擴展性。
②減少耦合
- 通過委托,類之間的依賴關(guān)系減少,降低了耦合度。
- 這使得代碼更容易理解和維護。
③增強可復(fù)用性
- 委托可以讓不同的對象共享相同的行為,從而提高代碼的復(fù)用性。
- 這減少了代碼的重復(fù),提高了開發(fā)效率。
④提高測試性
- 通過委托,可以輕松地替換或模擬被委托的對象,增強了代碼的可測試性。
- 這使得單元測試更加容易。
10. Encapsulate the Changes
在軟件領(lǐng)域,唯一不變的就是變化。所以,總是將你認為將來可能需要編輯的代碼封裝起來。
Encapsulate the Changes(封裝變化),旨在將可能變化的部分隔離和封裝起來,使得系統(tǒng)的其他部分不受這些變化的影響。通過封裝變化,可以提高代碼的可維護性、可擴展性和穩(wěn)定性。
(1) 封裝變化核心思想
封裝變化的核心思想是:將變化的部分封裝在一個獨立的模塊、類或方法中,使得系統(tǒng)的其他部分不依賴于這些變化。這樣可以減少代碼的耦合度,提高系統(tǒng)的靈活性和可維護性。
(2) 為什么選擇封裝變化?
①提高可維護性
- 通過封裝變化,代碼的修改只需在一個地方進行,減少了維護的復(fù)雜性。
- 這使得代碼更容易理解和管理。
②提高可擴展性
- 封裝變化使得添加新功能或修改現(xiàn)有功能變得更容易,而不會影響系統(tǒng)的其他部分。
- 這有助于系統(tǒng)的擴展和演進。
③減少耦合
- 通過封裝變化,可以減少代碼之間的依賴關(guān)系,使得系統(tǒng)更加模塊化。
- 這有助于提高代碼的復(fù)用性和靈活性。
④提高穩(wěn)定性
- 封裝變化可以減少因修改代碼而引入的錯誤,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
- 這有助于確保系統(tǒng)的可靠性和可預(yù)測性。
Java中的許多設(shè)計模式使用封裝。封裝的一個例子是工廠設(shè)計模式。該設(shè)計模式封裝了對象創(chuàng)建的代碼,使你在以后引入新應(yīng)用程序或網(wǎng)站時更靈活,而不會影響當前代碼。
11. Favor Composition Instead of Inheritance
Favor Composition Instead of Inheritance(優(yōu)先使用組合而不是繼承)原則是軟件設(shè)計中的一個重要原則,特別是在面向?qū)ο缶幊蹋∣OP)中,該原則強調(diào)優(yōu)先使用對象組合來實現(xiàn)功能,而不是通過繼承來擴展類的功能。
(1) 優(yōu)先使用組合核心思想
Favor Composition Instead of Inheritance 的核心思想是通過組合多個對象來實現(xiàn)復(fù)雜功能,而不是通過繼承來擴展類的功能。這種方式可以提高代碼的靈活性、可維護性和可復(fù)用性。
(2) 為什么選擇優(yōu)先使用組合?
①減少耦合
- 繼承會導(dǎo)致子類與父類之間的強耦合,子類高度依賴父類的實現(xiàn)。
- 組合可以減少這種耦合,使得對象之間的依賴關(guān)系更加松散。
②提高靈活性
- 通過組合,可以動態(tài)地改變對象的行為,而繼承則是在編譯時決定的。
- 組合使得系統(tǒng)更具適應(yīng)性和擴展性。
③增強可復(fù)用性
- 組合可以將多個小對象組合成更復(fù)雜的行為,從而提高代碼的復(fù)用性。
- 這減少了代碼的重復(fù),提高了開發(fā)效率。
總結(jié)
編程是一個看似簡單,但是還是有很大學(xué)問,特別是編寫出高質(zhì)量的優(yōu)雅代碼,最后我們再總結(jié)下本文總結(jié)的 11種原則:
- DRY,Don't Repeat Yourself
- KISS,Keep It Simple And Stupid
- Refactor
- SOLID
- Document Your Code
- Creation Over Legacy
- YAGNI,You Aren't Gonna Need It
- Delegation Principles
- Clean Code At All Costs
- Encapsulate the Changes
- Favor Composition Instead of Inheritance