9条消除if...else妙计,写出优雅代码

在介绍更优雅的编程之前,让我们一起回顾一下,不好的if...else代码。

一、又臭又长的if...else

先看看下面的代码。

public interface IPay {  
    void pay();  
}  

@Service  
public class AliaPay implements IPay {  
     @Override  
     public void pay() {  
        System.out.println("===发起支付宝支付===");  
     }  
}  

@Service  
public class WeixinPay implements IPay {  
     @Override  
     public void pay() {  
         System.out.println("===发起微信支付===");  
     }  
}  
  
@Service  
public class JingDongPay implements IPay {  
     @Override  
     public void pay() {  
        System.out.println("===发起京东支付===");  
     }  
}  

@Service  
public class PayService {  
     @Autowired  
     private AliaPay aliaPay;  
     @Autowired  
     private WeixinPay weixinPay;  
     @Autowired  
     private JingDongPay jingDongPay;  
    
   
     public void toPay(String code) {  
         if ("alia".equals(code)) {  
             aliaPay.pay();  
         } else if ("weixin".equals(code)) {  
              weixinPay.pay();  
         } else if ("jingdong".equals(code)) {  
              jingDongPay.pay();  
         } else {  
              System.out.println("找不到支付方式");  
         }  
     }  
}

PayService类的toPay方法主要是为了发起支付,根据不同的code,决定调用不同的支付类(比如:aliaPay)的pay方法进行支付。

这段代码有什么问题呢?也许有些人就是这么干的。

试想一下,如果支付方式越来越多,比如:又加了百度支付、美团支付、银联支付等等,就需要改toPay方法的代码,增加新的else...if判断,判断多了就会导致逻辑越来越多?

很明显,这里违法了设计模式六大原则的:开闭原则单一职责原则

  • 开闭原则:对扩展开放,对修改关闭。就是说增加新功能要尽量少改动已有代码。

  • 单一职责原则:顾名思义,要求逻辑尽量单一,不要太复杂,便于复用。

那有什么办法可以解决这个问题呢?

二、消除if...else的锦囊妙计

1、使用注解

代码中之所以要用code判断使用哪个支付类,是因为code和支付类没有一个绑定关系,如果绑定关系存在了,就可以不用判断了。

我们先定义一个注解。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)  
@Target(ElementType.TYPE)  
public @interface PayCode {  
     String value();    
     String name();  
}

在所有的支付类上都加上该注解。

@PayCode(value = "alia", name = "支付宝支付")  
@Service  
public class AliaPay implements IPay {  
     @Override  
     public void pay() {  
         System.out.println("===发起支付宝支付===");  
     }  
}  
 
@PayCode(value = "weixin", name = "微信支付")  
@Service  
public class WeixinPay implements IPay {  
 
     @Override  
     public void pay() {  
         System.out.println("===发起微信支付===");  
     }  
} 
 
@PayCode(value = "jingdong", name = "京东支付")  
@Service  
public class JingDongPay implements IPay {  
 
     @Override  
     public void pay() {  
        System.out.println("===发起京东支付===");  
     }  
}

然后增加最关键的类。

@Service  
public class PayService2 implements ApplicationListener<ContextRefreshedEvent> {  
     private static Map<String, IPay> payMap = null;  
     
     @Override  
     public void onApplicationEvent(ContextRefreshedEvent contextRefreshedEvent) {  
         ApplicationContext applicationContext = contextRefreshedEvent.getApplicationContext();  
         Map<String, Object> beansWithAnnotation = applicationContext.getBeansWithAnnotation(PayCode.class);  
        
         if (beansWithAnnotation != null) {  
             payMap = new HashMap<>();  
             beansWithAnnotation.forEach((key, value) ->{  
                 String bizType = value.getClass().getAnnotation(PayCode.class).value();  
                 payMap.put(bizType, (IPay) value);  
             });  
         }  
     }  
    
     public void pay(String code) {  
        payMap.get(code).pay();  
     }  
}

PayService2类实现了ApplicationListener接口,这样在onApplicationEvent方法中,就可以拿到ApplicationContext的实例。我们再获取打了PayCode注解的类,放到一个map中,map中的key就是PayCode注解中定义的value,跟code参数一致,value是支付类的实例。

这样,每次就可以直接通过code获取支付类实例,而不用if...else判断了。如果要加新的支付方法,只需在支付类上面打上PayCode注解定义一个新的code即可。

注意:这种方式的code可以没有业务含义,可以是纯数字,只要不重复就行。

2、动态拼接名称

该方法主要针对code是有业务含义的场景。

@Service  
public class PayService3 implements ApplicationContextAware {   
     private ApplicationContext applicationContext;  
     private static final String SUFFIX = "Pay";  
     
     @Override  
     public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {  
        this.applicationContext = applicationContext;  
     }  
     public void toPay(String payCode) {  
         ((IPay) applicationContext.getBean(getBeanName(payCode))).pay();  
     }  
     public String getBeanName(String payCode) {  
         return payCode + SUFFIX;  
     }  
}

我们可以看到,支付类bean的名称是由code和后缀拼接而成,比如:aliaPay、weixinPay和jingDongPay。这就要求支付类取名的时候要特别注意,前面的一段要和code保持一致。调用的支付类的实例是直接从ApplicationContext实例中获取的,默认情况下bean是单例的,放在内存的一个map中,所以不会有性能问题。

特别说明一下,这种方法实现了ApplicationContextAware接口跟上面的ApplicationListener接口不一样,是想告诉大家获取ApplicationContext实例的方法不只一种。

3、模板方法判断

当然除了上面介绍的两种方法之外,spring的源码实现中也告诉我们另外一种解决if...else问题的思路。

我们先一起看看spring AOP的部分源码,看一下DefaultAdvisorAdapterRegistry的wrap方法。

public Advisor wrap(Object adviceObject) throws UnknownAdviceTypeException {  
     if (adviceObject instanceof Advisor) {  
        return (Advisor) adviceObject;  
     }  
     if (!(adviceObject instanceof Advice)) {  
        throw new UnknownAdviceTypeException(adviceObject);  
     }  
     
     Advice advice = (Advice) adviceObject;  
     if (advice instanceof MethodInterceptor) {    
        return new DefaultPointcutAdvisor(advice);  
     }  
     for (AdvisorAdapter adapter : this.adapters) {  
         if (adapter.supportsAdvice(advice)) {  
             return new DefaultPointcutAdvisor(advice);  
         }  
     }  
     throw new UnknownAdviceTypeException(advice);  
 }

重点看看supportAdvice方法,有三个类实现了这个方法。我们随便抽一个类看看。

class AfterReturningAdviceAdapter implements AdvisorAdapter, Serializable {  
 
     @Override  
     public boolean supportsAdvice(Advice advice) {  
        return (advice instanceof AfterReturningAdvice);  
     }  
 
     @Override  
     public MethodInterceptor getInterceptor(Advisor advisor) {  
        AfterReturningAdvice advice = (AfterReturningAdvice) advisor.getAdvice();  
        return new AfterReturningAdviceInterceptor(advice);  
     }   
}

该类的supportsAdvice方法非常简单,只是判断了一下advice的类型是不是AfterReturningAdvice。

我们看到这里应该有所启发。

其实,我们可以这样做,定义一个接口或者抽象类,里面有个support方法判断参数传的code是否自己可以处理,如果可以处理则走支付逻辑。

public interface IPay {  
     boolean support(String code);   
     void pay();  
}  

@Service  
public class AliaPay implements IPay {   
     @Override  
     public boolean support(String code) {  
        return "alia".equals(code);  
     }  
 
     @Override  
     public void pay() {  
        System.out.println("===发起支付宝支付===");  
     }  
}  
 
@Service  
public class WeixinPay implements IPay {  
 
     @Override  
     public boolean support(String code) {  
        return "weixin".equals(code);  
     }  
 
     @Override  
     public void pay() {  
        System.out.println("===发起微信支付===");  
     }  
}  

@Service  
public class JingDongPay implements IPay {  
     @Override  
     public boolean support(String code) {  
        return "jingdong".equals(code);  
     }  
 
     @Override  
     public void pay() {  
        System.out.println("===发起京东支付===");  
     }  
}

每个支付类都有一个support方法,判断传过来的code是否和自己定义的相等。

@Service  
public class PayService4 implements ApplicationContextAware, InitializingBean {  
     private ApplicationContext applicationContext;  
     private List<IPay> payList = null;  
     
     @Override  
     public void afterPropertiesSet() throws Exception {  
         if (payList == null) {  
             payList = new ArrayList<>();  
             Map<String, IPay> beansOfType = applicationContext.getBeansOfType(IPay.class);  
 
             beansOfType.forEach((key, value) -> payList.add(value));  
         }  
     }  
 
     @Override  
     public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {  
        this.applicationContext = applicationContext;  
     }  
 
     public void toPay(String code) {  
         for (IPay iPay : payList) {  
             if (iPay.support(code)) {  
                iPay.pay();  
             }  
         }  
     }  
}

这段代码中先把实现了IPay接口的支付类实例初始化到一个list集合中,返回在调用支付接口时循环遍历这个list集合,如果code跟自己定义的一样,则调用当前的支付类实例的pay方法。

4.策略+工厂模式

这种方式也是用于code是有业务含义的场景。

策略模式定义了一组算法,把它们一个个封装起来, 并且使它们可相互替换。

工厂模式用于封装和管理对象的创建,是一种创建型模式。

public interface IPay {
    void pay();
}

@Service
public class AliaPay implements IPay {
    @PostConstruct
    public void init() {
        PayStrategyFactory.register("aliaPay", this);
    }
    
    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("===发起支付宝支付===");
    }
}

@Service
public class WeixinPay implements IPay {
    @PostConstruct
    public void init() {
        PayStrategyFactory.register("weixinPay", this);
    }
    
    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("===发起微信支付===");
    }
}

@Service
public class JingDongPay implements IPay {
    @PostConstruct
    public void init() {
        PayStrategyFactory.register("jingDongPay", this);
    }
    
    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("===发起京东支付===");
    }
}

public class PayStrategyFactory {
    private static Map<String, IPay> PAY_REGISTERS = new HashMap<>();
    
    public static void register(String code, IPay iPay) {
        if (null != code && !"".equals(code)) {
            PAY_REGISTERS.put(code, iPay);
        }
    }
    
    public static IPay get(String code) {
        return PAY_REGISTERS.get(code);
    }
}

@Service
public class PayService3 {
    public void toPay(String code) {
        PayStrategyFactory.get(code).pay();
    }
}

这段代码的关键是PayStrategyFactory类,它是一个策略工厂,里面定义了一个全局的map,在所有IPay的实现类中注册当前实例到map中,然后在调用的地方通过PayStrategyFactory类根据code从map获取支付类实例即可。

5.责任链模式

这种方式在代码重构时用来消除if...else非常有效。

责任链模式:将请求的处理对象像一条长链一般组合起来,形成一条对象链。请求并不知道具体执行请求的对象是哪一个,这样就实现了请求与处理对象之间的解耦。

常用的filter、spring aop就是使用了责任链模式,这里我稍微改良了一下,具体代码如下:

public abstract class PayHandler {
    @Getter
    @Setter
    protected PayHandler next;
    
    public abstract void pay(String pay);
}

@Service
public class AliaPayHandler extends PayHandler {
    @Override
    public void pay(String code) {
        if ("alia".equals(code)) {
            System.out.println("===发起支付宝支付===");
        } else {
            getNext().pay(code);
        }
    }
}

@Service
public class WeixinPayHandler extends PayHandler {
    @Override
    public void pay(String code) {
        if ("weixin".equals(code)) {
            System.out.println("===发起微信支付===");
        } else {
            getNext().pay(code);
        }
    }
}

@Service
public class JingDongPayHandler extends PayHandler {
    @Override
    public void pay(String code) {
        if ("jingdong".equals(code)) {
            System.out.println("===发起京东支付===");
        } else {
            getNext().pay(code);
        }
    }
}

@Service
public class PayHandlerChain implements ApplicationContextAware, InitializingBean {
    private ApplicationContext applicationContext;
    private PayHandler header;
    
    public void handlePay(String code) {
        header.pay(code);
    }
    
    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        this.applicationContext = applicationContext;
    }
    
    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        Map<String, PayHandler> beansOfTypeMap = applicationContext.getBeansOfType(PayHandler.class);
        if (beansOfTypeMap == null || beansOfTypeMap.size() == 0) {
            return;
        }
        
        List<PayHandler> handlers = beansOfTypeMap.values().stream().collect(Collectors.toList());
        for (int i = 0; i < handlers.size(); i++) {
            PayHandler payHandler = handlers.get(i);
            if (i != handlers.size() - 1) {
                payHandler.setNext(handlers.get(i + 1));
            }
        }
        header = handlers.get(0);
    }
}

这段代码的关键是每个PayHandler的子类,都定义了下一个需要执行的PayHandler子类,构成一个链式调用,通过PayHandlerChain把这种链式结构组装起来。

6、其他的消除if...else的方法

当然实际项目开发中使用if...else判断的场景非常多,上面只是其中几种场景。下面再列举一下其他常见的场景。

1.根据不同的数字返回不同的字符串

public String getMessage(int code) {  
     if (code == 1) {  
        return "成功";  
     } else if (code == -1) {  
        return "失败";  
     } else if (code == -2) {  
        return "网络超时";  
     } else if (code == -3) {  
        return "参数错误";  
     }  
     throw new RuntimeException("code错误");  
}

其实,这种判断没有必要,用一个枚举就可以搞定。

public enum MessageEnum {  
     SUCCESS(1, "成功"),  
     FAIL(-1, "失败"),  
     TIME_OUT(-2, "网络超时"),  
     PARAM_ERROR(-3, "参数错误"); 
      
     private int code;  
     private String message;  
     
     MessageEnum(int code, String message) {  
         this.code = code;  
         this.message = message;  
     }  
   
     public int getCode() {  
        return this.code;  
     }  
     public String getMessage() {  
        return this.message;  
     }  
  
     public static MessageEnum getMessageEnum(int code) {  
        return Arrays.stream(MessageEnum.values()).filter(x -> x.code == code).findFirst().orElse(null);  
     }  
}

再把调用方法稍微调整一下。

public String getMessage(int code) {  
     MessageEnum messageEnum = MessageEnum.getMessageEnum(code);  
     return messageEnum.getMessage();  
}

完美。

2.集合中的判断

上面的枚举MessageEnum中的getMessageEnum方法,如果不用java8的语法的话,可能要这样写:

public static MessageEnum getMessageEnum(int code) {  
     for (MessageEnum messageEnum : MessageEnum.values()) {  
         if (code == messageEnum.code) {  
            return messageEnum;  
         }  
     }  
     return null;  
}

对于集合中过滤数据,或者查找方法,java8有更简单的方法消除if...else判断。

public static MessageEnum getMessageEnum(int code) {  
     return Arrays.stream(MessageEnum.values()).filter(x -> x.code == code).findFirst().orElse(null);

}

3.简单的判断

其实有些简单的if...else完全没有必要写,可以用三目运算符代替,比如这种情况:

public String getMessage2(int code) {  
     if(code == 1) {  
        return  "成功";  
     }  
     return "失败";  
}

改成三目运算符:

public String getMessage2(int code) {  
    return code == 1 ? "成功" : "失败";  
}

修改之后代码更简洁一些。

4.spring中的判断

对于参数的异常,越早被发现越好,在spring中提供了Assert,用来帮助我们检测参数是否有效。

public void save(Integer code,String name) {  
     if(code == null) {
       throw Exception("code不能为空");     
     } else {
         if(name == null) {
             throw Exception("name不能为空");     
         } else {
             System.out.println("doSave");
         }
     }
 }

如果参数非常多的话,if...else语句会很长,这时如果改成使用Assert类判断,代码会简化很多。

 public String save2(Integer code,String name) {      
     Assert.notNull(code,"code不能为空"); 
     Assert.notNull(name,"name不能为空"); 
     System.out.println("doSave");
 }

当然,还有很多其他的场景可以优化if...else,我在这里就不一一介绍了,感兴趣的朋友可以继续深入研究一下。

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