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這麼糟糕的代碼,真的是我以前寫的嗎?

關鍵時刻,第一時間送達!

作者簡介:Zm,愛生活,愛分享。近五年的實際開發經驗,多個項目的積累與總結,在代碼中經歷太多的喜怒哀樂。

本文來自作者 Zm 在 GitChat 上分享 「日常開發與設計模式的那點事」。

【作者按】很多程序員不知道怎麼組織代碼、怎麼提升效率、怎麼提高代碼的可維護性、可重用性、可擴展性、靈活性,寫出來的代碼一團糟,但這樣一團糟的代碼居然能正常運行。

這樣的代碼經歷,你是否也似曾相識?

身邊好多程序員都會有這樣的一個經歷,過個一年半載再去查看曾經寫下的代碼時,很吃驚的在想,這麼糟糕的代碼,真的是我以前寫的嗎?我居然能寫出這麼糟糕的代碼!

而對於還在維護的代碼,此時,會萌生一種去重構的想法,或者會有一種更好的方式去實現。此時,你與代碼的愛恨情仇已經開始了……

本篇主要從六大基本原則說起,作為設計模式的引子,敘述六大基本原則和設計模式的關係,後續會一篇一個設計模式,詳細介紹設計模式與日常開發。

基本的規範和約束

對於基本的規範和約束,我相信每個合格的團隊都會有一套自己的玩意,一方面統一標準,增加可讀性和可維護性,另一方面也方便離職後出現 Bug,後來者也能更快的去定位並解決問題。

雜亂無章的代碼實現一個大功能,對於後來者去維護,無疑會親切的問候各路祖宗。一個好的編碼習慣,屬於一個合格程序員的自我修養,於己於人,百利而無一害。

對於開發中的規範和約束,第一個要說的就是命名。

這五年多的工作,和形形色色的人合作過,記得最多的時候,我曾同時期開發和維護五個項目,業餘時間,也曾和各路英雄好漢互相合作、互相學習和共同進步,在這個過程中,最讓我覺得頭疼的就是一些命名的不規範。

不規範的樣式有很多,各種奇怪的命名都有。我曾看到過這樣一串命名,其中有兩個功能,一個叫做專欄詳情,一個叫做專欄留言,命名卻是 「ZhuanLaiDetalActivity」 和 「ZhuanLaiLiuYanActivity」,看得我很懵。

這樣的命名,就問你怕不怕!對於這樣的命名都怕了,那真沒見過世面,這個至少還能看出個大概,之前看到過一些漢語拼音的縮寫,比如動檢證命名為 djz,這個看起來才更懵了。

對於拼音命名,這裡說一點不知道會不會被噴,遇到過一些朋友總是喜歡拼音命名,漢語拼音是中華民族推動漢文化的偉大創舉,但是在編程的時候用拼音,真的覺得好 low。

即使再牛逼的技術作支撐,寫出來的代碼也像小學生的作品,這裡沒有看不起漢語拼音的意思,只是發表下內心的一些想法。

建議:大駝峰、小駝峰或者下劃線命名都可以,如果沒有一個統一的標準,可以參考《阿里巴巴 Java 開發手冊》,對於剛入行的朋友,更應該從命名抓起,對於以後的成長有很大的幫助。

開發手冊下載地址:https://pan.baidu.com/s/1mjZxvSW。

再者要強調的就是注釋。很多人也許覺得注釋是越多越好,之前也在書上看到過提倡多加註釋,我覺得不然,有些時候注釋給我們增加了很多負擔和誤解。

上次 Review 的時候發現,一些同事 Copy 我的一些代碼的時候,其實是想做另一個功能,只是想把一些代碼拷貝過去然後大修改(我不喜歡重複造輪子,對於相似的一些功能,最好做的靈活一點,提高代碼的可重用性和靈活性)。

其實可以重用的地方很少,搞不明白為啥不自己寫那麼幾行代碼,這都不是事,讓我很懵逼的是他們把我的備註和作者也拷貝過去了,當我進入那個類的時候,發現作者是我,去 Git 查看歷史提交,完全沒我啥事,而且功能描述和此類完全不相關……

對於注釋,還有一點要說的就是一些多餘的注釋,這個叫需要和命名相結合,好的命名規範,可以省略好多不必要注釋,比如 login、register,再加上登錄、註冊的注釋,完全沒必要。

良好的習慣,可以給我們開發帶來很多便捷,但有些喜歡 textview1、textview2 命名的,這些就算加了注釋,等下文用到的時候,看了也是一群羊駝在奔跑,上下奔騰的那種。

對於這樣的代碼,可能很多人會覺得很正常,也會有部分人會把責任歸咎於譚浩強老師,是的,譚老的書中問題確實很多,但這不是寫這種代碼的理由。

日常開發中,還有平時維護別人代碼的同時,總會去調試 for 語句,難道不覺得這樣的代碼很糟糕,看得有點懵嗎?就算加了注釋,還是一坨一坨的。

因為每個團隊有自己的規範和約束,大的公司,會有一套自己的規範,統一於各個團隊,不同的語言也有不同的約束,如果日後有時間,會專門寫一篇詳細的約束與規範的 Blog 贈送。

對於這塊,想寫的東西真的好多好多,比如 case 後面的亂用,1、2、3 總是讓人費解,比如必要的常量替代變數,比如線程池取代線程,比如必要的地方使用單例,東西真的好多好多,不再比如下去了,今天就先說明兩條重點,命名和注釋。

建議:合理使用注釋,對於新手在學習期間,在陌生的代碼和不清晰的邏輯上,儘可能多一點注釋,便於理解,對於老鳥,儘可能規範的命名。

通過命名達到注釋的效果,但是對於邏輯複雜或者操作狀態太多的時候,必要的注釋還是很重要的,減小維護成本。

一些應該熟知的編程思想

一個程序員用在寫程序上的時間大概占他的工作時間的 10-20%,大部分的程序員每天大約能寫出 10-12 行的能進入最終的產品的代碼——不管他的技術水平有多高。

好的程序員花去 90% 的時間在思考、研究和實驗,來找出最優方案。差的程序員花去 90% 的時間在調試問題程序、盲目的修改程序,期望某種寫法能可行。

對於一個優秀的程序員來說,邏輯才是最重要的,他們願意花更多的時間做思考,這樣做的同時,就是更少 Bug 會出現,甚至可以把 Bug 率降到很低。

我並不是很優秀的開發者,但這些年依然有這麼一個習慣,對於複雜或者多樣的功能,總會先理清思路,先列舉出會有哪些操作,哪些地方是 Bug 的雷區應該多注意,我也經常會和隊友提起,一圖勝千言,理清思路再下手,事半功倍。

不管業務邏輯是否複雜,上去就是干,發現有何不妥的再去修改,發現漏掉的再去添加,這樣導致代碼總是一坨一坨的堆在那裡,經過多次的修改,已經面目全非,對於維護的人來說,更是苦不堪言。

在此,筆者也建議讀者朋友,不妨試一試先繪圖在動手,把一個模塊繼續拆解成一個個介面,通過實現介面去實現這個模塊,做到面向介面編程,這樣可維護性會提升好多……

對於模塊與模塊之間的通信,不應該是類與類之間的關聯,而是通過抽象去實現交互,抽象不應該依賴於細節,細節應該依賴於抽象,這話比較繞口,說白了,就是面向介面編程,而不是面向實現編程。

這樣做的好處就是,將來你要把這個被調用的類換成一個別的實現類時,你就不用去把調用過它的類一個個改掉了,因為它們調的是介面,介面沒變,在配置里把介面的實現類換成新的類,就全部都替換掉了。

類之間的耦合越弱,越有利於復用,一個處在弱耦合的類被修改,不會對有關係的類引起波及。

建議:理清思路再下手,事半功倍。開發過程中,不妨先定義好介面,通過實現介面去完成模塊的開發,儘可能的減小 Bug 率,寫出更加優質的代碼。

技術能力的提高,從代碼上的體現主要在於 「高內聚、低耦合」,因為這些思想衍生出許多開發模式,比如現在比較流行的 MVC、MVP、MVVM 等。

版本迭代與重構

我們在做任何系統的時候,都不要指望系統一開始時需求確定,就再也不會變化,這是不現實也不科學的想法,而既然需求是一定會變化的,那麼如何在面對需求的變化時,設計軟體的可以相對容易修改,不至於說,新需求一來,就要把整個程序推倒重來。

相信很多朋友都遇到過,原本一個很普通的需求,在經歷過 N 次迭代和修改後,已經形成一個龐大的功能,隨著版本的不斷迭代,維護起來的成本也隨著越來越大,這樣就形成了一種惡性循環,重構代碼即將登上歷史舞台。

不可否認,從維護成本上看,重構確實是一個很不錯的方案,重構的成本比原基礎維護的成本更小,也更方便以後的維護。有些公司甚至在多次版本迭代後,直接把整個項目推到重構,這樣的事情不僅僅發生在小公司,在一些大公司,也是會發生多次。

從技術上來說,重構複雜代碼時要做三件事:理解舊代碼、分解舊代碼、構建新代碼。

而待重構的舊代碼往往難以理解,尤其是在多次迭代且多人經手的模塊;模塊之間過度耦合導致牽一髮而動全身,不易控制影響範圍;舊代碼不易測試導致無法保證新代碼的正確性,尤其是在產品文檔不全的時候。

這是上次 Review 時候發現的一段代碼,先不說常量使用的不規範,這是經過一次次產品迭代後的結果,但這不是借口,造了這麼多次輪子,真不應該。做為代碼可重用性的反面教材,此處體現的淋漓盡致,如果有更多的狀態,此處必然還是會重複多次……

建議:重構,並不是萬能的,重構後的代碼,當再次經歷後續幾個版本修改後,代碼又顯的雜亂無章,那一坨坨代碼總是在不斷的重演。

既然無法確定需求日後是否會修改,那我們只能通過提高代碼質量來應對,以不變應萬變,合理設計介面,每次更改需求時多思考,對於多次使用的代碼進行封裝提取,儘可能少的改動既有的邏輯。

設計模式的重要性

會建築設計的是建築工程師,不會建築設計的是搬磚的。

前面已經說了很多,現在直接說一下設計模式的重要性,提到設計模式,就必須要提到六大基本原則和架構設計,提到架構設計,設計模式的重要性便可想而知。

首先,六大基本原則還是有點爭議的,我之前看到的書籍中,一般都是單一職責原則、迪米特法則、里氏替換原則、開閉原則、依賴倒置原則和介面隔離原則。

但我最近在一些帖子上看到,有一種說法是沒有介面隔離原則,而是合成 / 聚合復用原則,為了不影響之前的準備,合成 / 聚合復用原則會單獨拿出來說一下。

六大基本原則,它是整個架構設計的靈魂,是架構設計的一種指導思想,而設計模式是架構設計的一種具體設計技巧,是架構設計的具體實踐。

先從架構設計說起,對於架構設計,主要體現在抽象能力,抽象能力又依賴於架構者編碼的閱歷、功能的拆解和理解、邏輯的嚴密性。

做架構設計應該儘可能且更全面的考慮問題,儘可能做好代碼的包容性,海納百川,有容乃大之勢,這是架構設計者應該具備的基本條件。

考慮的問題越周全,包容性越強,則工作難度越大,給自己造成的障礙也越多。合理的將這些細節問題進行抽象,並提出解決方案,抽象程度越高,解決方案越合理,這才是架構者的價值所在。

從具體的需求,到代碼實現,再到具體的產品。架構設計的目的無外乎系統的復用性、擴展性與穩定性,具體的東西是無法很好地體現這些特性的,只有抽象的事物才能最好的體現。

在架構設計的過程中,單一職責原則告訴我們應該更好的體現高內聚、低耦合,這個類是用來數據請求的,就別放一些解析 JSON 的方法,如果這個類是用來圖片載入的,View 的註解請隔離開,做到一個類只負責一個職責,只有一個引起變化的原因。

如果一個類承擔的職責越多,就等於把這些職責耦合到一起,會帶來一些不必要的維護成本。從大的角度來說,MVP 和 MVC 模式都是單一職責原則的體現,model-視圖-控制相隔離,各司其職。

迪米特法則指導我們如果兩個類不必彼此直接通信,那麼這兩個類就不應當發生直接的相互作用。如果其中一個類需要調用另一個類的某一個方法時,可以通過第三者轉發這個調用。

類之間的耦合越弱,就越有利於復用,一個處在弱耦合的類被修改,不會對有關係的類造成波及。主要是強調了類之間的松耦合。

對於里氏替換原則,或許很多人沒聽過這個名詞,但是在實際開發過程中卻無時無刻不在使用,其實很簡單,子類型必須能夠替換掉它們的父類型。

舉個簡單的例子,「List list = new ArrayList();」,這麼做的好處其實很簡單,比如有一天 ArrayList 滿足不了需求,需要改用 LinkedList,只需要把 ArrayList 替換成 LinkedList,而不是把全局的 list 對象都改一遍,提高了可維護性。

開閉原則是面向對象原則的核心,有兩部分組成,對擴展開放,對修改關閉。軟體需求總是會變化的,對軟體設計人員來說,必須在不需要對原有系統進行修改的情況下,實現靈活的系統擴展。

對擴展開放,就是對抽象編程,而不是具體編程,因為抽象相對穩定,通過介面或者抽象類約束擴展,對擴展進行邊界限定,不允許出現在介面或抽象類中不存在的 public 方法。

讓類依賴於固定的抽象,所以,對修改是關閉的。這是建立在繼承和多態的基礎上,可以實現對抽象類的繼承,通過覆蓋其方法來擴展方法。

依賴倒置原則指的是依賴於抽象而不是依賴於具體實現,這一塊在上述已經說過,其實就是面向介面編程而不是面向實現編程,這樣做的好處就是解決耦合。

一般情況下抽象的變化概率很小,讓用戶程序依賴於抽象,實現的細節也依賴於抽象。即使實現細節不斷變動,只要抽象不變,客戶程序就不需要變化。這大大降低了客戶程序與實現細節的耦合度。

介面隔離原則認為,「使用多個專門的介面總比使用單一的介面要好」。

一個模塊應該依賴它需要的介面,需要什麼介面就提供什麼介面,把不需要的介面剔除掉,同時也應該遵循單一職責原則,這樣避免臃腫的介面帶來的污染,將沒有關係的介面合併在一起,形成臃腫的大介面,就是對介面的一種污染。

介面的粒度也不能太小,太小會導致介面額數量劇增,對開發人員不友好;介面額粒度太大,靈活性降低,無法提供定製服務,給整體項目帶來無法預估的風險,合理的設計介面,也是一門藝術。

對於這張圖,一定存在很多的爭議,因為很多設計模式都用到了多個基本原則,上圖只是對設計模式的一個比較粗糙的總結。

強調六大基本原則 (含有合成 / 聚合復用原則) 在設計模式中的具體體現,同時也說明了六大基本原則和 23 種設計模式是相輔相成的,六大基本原則作為設計模式的基石和模板,設計模式是六大基本原則運用的靈活體現。

合成 / 聚合復用原則這個是存在一定爭議的。目前有的書中還是保留了合成 / 聚合復用原則去掉了介面隔離原則,合成 / 聚合復用原則指的是少用繼承,多用合成關係來實現。

合成和聚合都是對象建模關聯關係的一種,聚合表示一種弱的擁有關係,整體由部分組成,部分可以脫離整體作為一個獨立的個體存在,合成則是一種強的擁有關係,體現了嚴格的部分和整體的關係,部分和整體的生命周期一致,部分不能脫離整體。

總結

六大基本原則是面向對象思想的體現,單一職責原則與介面隔離原則體現了封裝的思想,開閉原則體現了對象的封裝與多態,而里氏替換原則是對對象繼承的規範。

至於依賴倒置原則,則是多態與抽象思想的體現。在充分理解面向對象的基礎上,掌握基本的設計原則,並且能夠在項目設計中靈活運用,就能夠改善我們的代碼質量和結構設計。

尤其能夠保證可重用性、可維護性、可擴展性和靈活性,這也是理解和掌握設計模式必備的知識。

補充

對於六大基本原則,這是我們開發都應該熟記於心並且靈活運用的,對於設計模式在日常開發中的運用,有一點還是要強調的,適合自己的才是最好的。

如果此時一個模塊是很輕量級,僅僅為了使用設計模式而用設計模式,這無疑也會顯得不倫不類,使項目變的臃腫,同時也帶來一些不必要的維護成本(雖然維護成本很低)。

最近開始整理資料,準備寫設計模式專題,主要是 MVP 爬坑與迪米特法則、Framework 與開閉原則、單例與爬坑、換膚與觀察者模式、載入列表與模板方法模式、構造函數與建造者的對比、多個第三方登錄與命令模式,後續還會繼續完善,敬請期待。


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