如何编写优雅的Java代码

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2022-09-09 约 2410 字预计阅读 5 分钟

背景

随着软件代码日积月累，系统维护成本变得越来越高，是所有开发团队面临的问题。持续优化代码，提高代码质量是提升系统生命力有效手段之一。在编码中多思考多总结，提升编码水平才能编写出优雅、高质量、更高效的代码。

价值

如果我纯粹为今天工作，明天我将完全无法工作。

一个系统在上线初期，向系统中增加功能时，完成速度非常快，但如果不注重代码质量，后期向代码中添加一个很小的功能时可能需要花上一周或更长的时间。

优雅的、良好设计的、高质量的代码，可增加可维护性，让软件代码更容易理解。

坏味道

减少函数代码层级

如果要使函数优美，建议函数代码层级在1-4之间，过多的缩进会让函数难以阅读。

主要收益

代码层级减少，代码缩进减少；
模块划分清晰，方便阅读维护。

案例：利用return提前返回函数

现象描述：

// 获取用户余额函数
public Double getUserBalance(Long userId) {
    User user = getUser(userId);
    if (Objects.nonNull(user)) {
        UserAccount account = user.getAccount();
        if (Objects.nonNull(account)) {
            return account.getBalance();
        }
    }
    return null;
}

建议方案：

// 获取用户余额函数
public Double getUserBalance(Long userId) {
    // 获取用户信息
    User user = getUser(userId);
    if (Objects.isNull(user)) {
        return null;
    }
    // 获取用户账户
    UserAccount account = user.getAccount();
    if (Objects.isNull(account)) {
        return null;
    }
    // 返回账户余额
    return account.getBalance();
}

封装条件表达式函数

主要收益

把条件表达式从业务函数中独立，使业务逻辑更清晰；
封装的条件表达式为独立函数，可以在代码中重复使用。

案例一：把简单条件表达式封装为函数

现象描述：

// 获取门票价格函数
public double getTicketPrice(Date currDate) {
    if (Objects.nonNull(currDate) && currDate.after(DISCOUNT_BEGIN_DATE)
        && currDate.before(DISCOUNT_END_DATE)) {
        return TICKET_PRICE * DISCOUNT_RATE;
    }
    return TICKET_PRICE;
}

建议方案：

// 获取门票价格函数
public double getTicketPrice(Date currDate) {
    if (isDiscountDate(currDate)) {
        return TICKET_PRICE * DISCOUNT_RATE;
    }
    return TICKET_PRICE;
}

// 是否折扣日期函数
private static boolean isDiscountDate(Date currDate) {
    return Objects.nonNull(currDate) && currDate.after(DISCOUNT_BEGIN_DATE)
        && currDate.before(DISCOUNT_END_DATE);
}

案例二：把复杂条件表达式封装为函数

// 获取土豪用户列表
public List<User> getRichUserList(List<User> userList) {
    // 初始土豪用户列表
    List<User> richUserList = new ArrayList<>();
    // 依次查找土豪用户
    for (User user : userList) {
        // 获取用户账户
        UserAccount account = user.getAccount();
        if (Objects.nonNull(account)) {
            // 判断用户余额
            Double balance = account.getBalance();
            if (Objects.nonNull(balance) && balance.compareTo(RICH_THRESHOLD) >= 0) {
                // 添加土豪用户
                richUserList.add(user);
            }
        }
    }
    // 返回土豪用户列表
    return richUserList;
}

建议方案：

// 获取土豪用户列表
public List<User> getRichUserList(List<User> userList) {
    // 初始土豪用户列表
    List<User> richUserList = new ArrayList<>();
    // 依次查找土豪用户
    for (User user : userList) {
        // 判断土豪用户
        if (isRichUser(user)) {
            // 添加土豪用户
            richUserList.add(user);
        }
    }
    // 返回土豪用户列表
    return richUserList;
}
// 是否土豪用户
private boolean isRichUser(User user) {
    // 获取用户账户
    UserAccount account = user.getAccount();
    if (Objects.isNull(account)) {
        return false;
    }
    // 获取用户余额
    Double balance = account.getBalance();
    if (Objects.isNull(balance)) {
        return false;
    }
    // 比较用户余额
    return balance.compareTo(RICH_THRESHOLD) >= 0;
}

拆分大函数

当一个函数超过80行后，就属于大函数，需要进行拆分。

主要收益

函数越短小精悍，功能就越单一，往往生命周期较长；
一个函数越长，就越不容易理解和维护，维护人员不敢轻易修改；
在过长函数中，往往含有难以发现的重复代码。

案例一：每一个代码块都可以封装为一个函

如果代码块前方有一行注释，就是在提醒你——可以将这段代码替换成一个函数，而且可以在注释的基础上给这个函数命名。如果函数有一个描述恰当的名字，就不需要去看内部代码究竟是如何实现的。

现象描述：

// 每日生活
public void liveDaily() {
    // 吃饭
    // 吃饭相关代码几十行
    // 编码
    // 编码相关代码几十行
    // 睡觉
    // 睡觉相关代码几十行
}

建议方案：

// 每日生活函数
public void liveDaily() {
    // 吃饭
    eat();
    // 编码
    code();
    // 睡觉
    sleep();
}
// 吃饭函数
private void eat() {
    // 吃饭相关代码
}
// 编码函数
private void code() {
    // 编码相关代码
}
// 睡觉函数
private void sleep() {
    // 睡觉相关代码
}

案例二：每一个条件体都可以封装为一个函

现象描述：

// 外出函数
public void goOut() {
    // 判断是否周末
    // 判断是否周末: 是周末则游玩
    if (isWeekday()) {
        // 游玩代码几十行
    }
    // 判断是否周末: 非周末则工作
    else {
        // 工作代码几十行
    }
}

建议方案：

// 外出函数
public void goOut() {
    // 判断是否周末
    // 判断是否周末: 是周末则游玩
    if (isWeekday()) {
        play();
    }
    // 判断是否周末: 非周末则工作
    else {
        work();
    }
}
// 游玩函数
private void play() {
    // 游玩代码几十行
}
// 工作函数
private void work() {
    // 工作代码几十行
}

封装相同功能代码为函数

主要收益

封装公共函数，减少代码行数，提高代码质量；
封装公共函数，使业务代码更精炼，可读性可维护性更强。

案例：封装相同代码为函数

现象描述：

// 禁用用户函数
public void disableUser() {
    // 禁用黑名单用户
    List<Long> userIdList = queryBlackUser();
    for (Long userId : userIdList) {
        User userUpdate = new User();
        userUpdate.setId(userId);
        userUpdate.setEnable(Boolean.FALSE);
        userDAO.update(userUpdate);
    }

    // 禁用过期用户
    userIdList = queryExpiredUser();
    for (Long userId : userIdList) {
        User userUpdate = new User();
        userUpdate.setId(userId);
        userUpdate.setEnable(Boolean.FALSE);
        userDAO.update(userUpdate);
    }
}

建议方案：

// 禁用用户函数
public void disableUser() {
    // 禁用黑名单用户
    List<Long> userIdList = queryBlackUser();
    for (Long userId : userIdList) {
        disableUser(userId);
    }

    // 禁用过期用户
    userIdList = queryExpiredUser();
    for (Long userId : userIdList) {
        disableUser(userId);
    }
}

// 禁用用户函数
private void disableUser(Long userId) {
    User userUpdate = new User();
    userUpdate.setId(userId);
    userUpdate.setEnable(Boolean.FALSE);
    userDAO.update(userUpdate);
}

封装获取参数值函数

主要收益

把获取参数值从业务函数中独立，使业务逻辑更清晰；
封装的获取参数值为独立函数，可以在代码中重复使用。

案例

现象描述：

// 是否通过函数
public boolean isPassed(Long userId) {
    // 获取通过阈值
    double thisPassThreshold = PASS_THRESHOLD;
    if (Objects.nonNull(passThreshold)) {
        thisPassThreshold = passThreshold;
    }
    // 获取通过率
    double passRate = getPassRate(userId);
    // 判读是否通过
    return passRate >= thisPassThreshold;
}

建议方案：

// 是否通过函数
public boolean isPassed(Long userId) {
    // 获取通过阈值
    double thisPassThreshold = getPassThreshold();
    // 获取通过率
    double passRate = getPassRate(userId);
    // 判读是否通过
    return passRate >= thisPassThreshold;
}

// 获取通过阈值函数
private double getPassThreshold() {
    if (Objects.nonNull(passThreshold)) {
        return passThreshold;
    }
    return PASS_THRESHOLD;
}

同一函数内代码块级别尽量一致

主要收益

函数调用表明用途，函数实现表达逻辑，层次分明便于理解；
不用层次的代码块放在一个函数中，容易让人觉得代码头重脚轻。

案例

现象描述：

// 每日生活函数
public void liveDaily() {
    // 吃饭
    eat();
    // 编码
    code();
    // 睡觉
    // 睡觉相关代码几十行
}

建议方案：

public void liveDaily() {
    // 吃饭
    eat();
    // 编码
    code();
    // 睡觉
    sleep();
}
// 睡觉
private void sleep() {
    // 睡觉相关代码
}

使用通用工具函数

主要收益

函数式编程，业务代码减少，逻辑一目了然；
通用工具函数，逻辑考虑周全，出问题概率低。

案例一

现象描述：

thisName != null && thisName.equals(name);

建议方案：

Objects.equals(name, thisName);

案例二

现象描述：

!(list == null || list.isEmpty());

建议方案：

import org.apache.commons.collections4.CollectionUtils;
CollectionUtils.isNotEmpty(list);

封装函数传入参数

主要收益

封装过多函数参数为类，使函数更便于扩展和维护；
封装成组函数参数为类，使业务概念更明确更清晰。

案例：当传入参数过多时，应封装为参数类

Java规范不允许函数参数太多，不便于维护也不便于扩展。

现象描述：

// 修改用户函数
public void modifyUser(Long id, String name, String phone, Integer age, 
    Integer sex, String address, String description) {
    // 具体实现逻辑
}

建议方案：

// 修改用户函数
public void modifyUser(User user) {
    // 具体实现内容
}
// 用户类
@Getter
@Setter
@ToString
private class User{
    private Long id;
    private String name;
    private String phone;
    private Integer age;
    private Integer sex;
    private String address;
    private String description;
}

尽量用函数替换匿名内部类的实现

主要收益

定义函数并指定参数，明确规定了匿名内部类的代码边界；
利用Lambda表达式简化匿名内部类实现，使代码更简洁。

现象描述：

// 发送结算数据
sendWorkerSettleData(WorkerPushDataType.CHECKER, () -> {
    Date beginDate = DateUtils.addDays(currDate, -aheadDays);
    Date endDate = DateUtils.addDays(currDate, 1);
    return auditTaskDAO.statCheckerSettleData(beginDate, endDate);
});

建议方案：

// 发送结算数据
sendWorkerSettleData(WorkerPushDataType.CHECKER, () -> statCheckerSettleData(currDate, aheadDays));

// 统计验收员结算数据函数
private List<WorkerSettleData> statCheckerSettleData(Date currDate, int aheadDays) {
    Date beginDate = DateUtils.addDays(currDate, -aheadDays);
    Date endDate = DateUtils.addDays(currDate, 1);
    return auditTaskDAO.statCheckerSettleData(beginDate, endDate);
}

参考文档：