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if-else 判断语句过多该如何处理？

Java极客技术

发布于 2022-12-04 02:40:37

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代码可运行

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代码可运行

一、简介

我们平时在写代码的时候，if-else判断语句基本上必不可少，当我们的判断语句只有一两层的时候，类似下面这种，情况还好，基本上能接受；

if(condition){
    doSomeThing();
} else {
 doSomeThing();
}

但是当过度的使用if-else的时候，会对代码的可读性、可扩展性造成负面影响，比如类似下面这个！

if(condition1){
    if(condition2){
        if(condition3){
            if(condition4){
                if(condition5){
                    if(condition6){
                        doSomeThing();
                    }
                }
            }
        }
    }
}

如果判断语句越来越多，后期进行项目维护也会比较困难，对于后面接手项目的人来说，会是一个很头疼的问题了。

因此，如何去除掉代码中过多的if...else语句，反映的是程序员对软件重构、设计模式、面向对象设计、架构模式、数据结构等多方面技术的综合运用能力。

那问题来了，如何解决代码中过多的if...else语句呢？下面一起来聊聊有效的几种解决方案！

二、解决方案

首先，我们编写一个简单的程序计算器，代码如下！

public int calculate(int a, int b, String operator) {
    int result = Integer.MIN_VALUE;

    if ("add".equals(operator)) {
        result = a + b;
    } else if ("multiply".equals(operator)) {
        result = a * b;
    } else if ("divide".equals(operator)) {
        result = a / b;
    } else if ("subtract".equals(operator)) {
        result = a - b;
    }
    return result;
}

以上文为案例，我们一起来看看，可以对其进行改造的几种方式！

2.1、适时的 return

如果if里面条件判断比较单一又互斥的，我们可以在合适的位置直接return，废除掉else代码，比如将其改造成如下方式：

public int calculate(int a, int b, String operator) {
    if ("add".equals(operator)) {
        return a + b;
    }
    if ("subtract".equals(operator)) {
        return a - b;
    }
    if ("multiply".equals(operator)) {
        return a * b;
    }
    if ("divide".equals(operator)) {
        return a / b;
    }
    return ;
}

代码瞬间是不是清晰了很多！

2.2、引入策略模式进行改造

但是当if判断逻辑内容非常复杂的时候，以上的方案就有点不够优雅了，这个时候，我们可以将if判断逻辑独立成类来单独处理，操作方法如下！

首先，我们定义一个Operation接口，用于逻辑的计算

public interface Operation {

    /**
     * 执行计算
     * @param a
     * @param b
     * @return
     */
    int execute(int a, int b);
}

接着，分别将四个if判断逻辑独立成一个模块，来单独处理

public class AddOperation implements Operation {

    @Override
    public int execute(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

public class SubOperation implements Operation {

    @Override
    public int execute(int a, int b) {
        return a - b;
    }
}

public class MultiOperation implements Operation {

    @Override
    public int execute(int a, int b) {
        return a * b;
    }
}

public class DivOperation implements Operation {

    @Override
    public int execute(int a, int b) {
        return a / b;
    }
}

然后，创建一个工厂类，用于处理客户端传入的参数

public class OperatorFactory {

    private static Map<String, Operation> operationMap = new HashMap<>();

    static {
        //初始化实现类
        operationMap.put("add", new AddOperation());
        operationMap.put("sub", new SubOperation());
        operationMap.put("multi", new MultiOperation());
        operationMap.put("div", new DivOperation());
        // more operators
    }

    /**
     * 获取对应的目标实现类
     * @param operator
     * @return
     */
    public static Optional<Operation> getOperation(String operator){
        return Optional.ofNullable(operationMap.get(operator));
    }

}

最后，在需要的地方引入方法即可！

public class OperatorTestMain {

    public static void main(String[] args) {
        //获取计算的目标实现类
        Operation targetOperation = OperatorFactory
                .getOperation("add")
                .orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("Invalid Operator"));
        int result = targetOperation.execute(, );
        System.out.println("result:" +  result);
    }
}

至此，if...else方法改造完毕！

2.3、引入规则引擎模式进行改造

当方法内部的if...else越来越多的时候，我们可以通过规则引擎模式来消除这种复杂度，具体实践如下！

首先，创建一个规则标准接口Rule，并将条件判断方法进行抽象

public interface Rule {

    /**
     * 检查是否进入规则计算
     * @param expression
     * @return
     */
    boolean evaluate(Expression expression);


    /**
     * 执行规则计算
     * @param expression
     * @return
     */
    int execute(Expression expression);
}

public class Expression {

    private Integer a;

    private Integer b;

    /**
     * 计算类型
     */
    private String operator;

    public Expression(Integer a, Integer b, String operator) {
        this.a = a;
        this.b = b;
        this.operator = operator;
    }
}

接着，根据每个规则创建不同的计算实现类，以AddRule为例

public class AddRule implements Rule {

    @Override
    public boolean evaluate(Expression expression) {
        if ("add".equalsIgnoreCase(expression.getOperator())) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    @Override
    public int execute(Expression expression) {
        int result = expression.getA() + expression.getB();;
        return result;
    }
}

然后，创建一个规则引擎，用于逻辑的处理

public class RuleEngine {

    private static List<Rule> rules = new ArrayList<>();

    static {
        rules.add(new AddRule());
        //添加其他的规则计算实现类
    }


    /**
     * 执行规则计算
     * @param expression
     * @return
     */
    public int process(Expression expression){
        Rule rule = rules
                .stream()
                .filter(r -> r.evaluate(expression))
                .findFirst()
                .orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("Expression does not matches any Rule"));
        return rule.execute(expression);
    }

}

最后，在需要的地方引入方法即可！

public class RuleEngineTestMain {

    public static void main(String[] args) {
        Expression expression = new Expression(, , "add");
        RuleEngine engine = new RuleEngine();
        int result = engine.process(expression);
        System.out.println("result:" +  result);
    }
}

规则引擎和策略模式，最大的不同的就是将条件逻辑判断抽象化，由具体的实现类来判断是不是满足要求，如果满足要求，就执行；否则不执行！

三、Spring 集成应用

可能有的同学会发出疑问，以上介绍的都是原生的处理办法，在当下处处都集成了Spring框架的项目，我们应该如何使用呢？

下面我们以上面提到的《引入策略模式进行改造》为例，如果在Spring里面，我们应该如何应用？

3.1、Spring 策略模式实现介绍（方案一）

首先，我们还是定义一个Command接口，用于方法的抽象和统一

public interface Command {

    /**
     * 命令类型
     * @return
     */
    String operateType();

    /**
     * 执行
     * @param a
     * @param b
     * @return
     */
    Integer execute(int a, int b);

}

接着，编写四套不同的计算处理逻辑

@Component
public class AddCommand implements Command {

    @Override
    public String operateType() {
        return "add";
    }

    @Override
    public Integer execute(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

@Component
public class SubCommand implements Command {

    @Override
    public String operateType() {
        return "subtract";
    }

    @Override
    public Integer execute(int a, int b) {
        return a - b;
    }
}

@Component
public class MultiCommand implements Command {

    @Override
    public String operateType() {
        return "multiply";
    }

    @Override
    public Integer execute(int a, int b) {
        return a * b;
    }
}

@Component
public class DivCommand implements Command {

    @Override
    public String operateType() {
        return "divide";
    }

    @Override
    public Integer execute(int a, int b) {
        return a / b;
    }
}

然后，编写一个类似于上文的策略处理类

@Component
public class CalculatorService implements ApplicationContextAware {

    private Map<String, Command> commandMap = new ConcurrentHashMap<>();


    /**
     * 执行计算
     * @param operateType
     * @param a
     * @param b
     * @return
     */
    public int calculate(String operateType,int a, int b){
        Command targetCommand = Optional.ofNullable(commandMap.get(operateType))
                .orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("Invalid Operator"));
        return targetCommand.execute(a,b);
    }


    @Override
    public void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException {
        Map<String, Command> tempMap = applicationContext.getBeansOfType(Command.class);
        tempMap.values().forEach(source -> commandMap.put(source.operateType(), source));
    }

}

最后，我们只需要在适当的位置应用即可！

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class CalculatorServiceTest {

    @Autowired
    private CalculatorService calculatorService;

    @Test
    public void test(){
        int result = calculatorService.calculate("add", ,);
        System.out.println("result:" +  result);
    }
}

3.2、Spring 策略模式实现介绍（方案二，推荐）

翻查Spring的ioc容器，你会发现一个秘密，当一个接口有多个实现类时，Spring会自动将Strategy接口的实现类注入到这个Map中，key为bean id，value值则为对应的策略实现类。

简单的说，我们只需要通过@Autowired注入对象，不需要通过CalculatorService这个类进行单独配置，操作方式如下！

首先，编写一个CommandFactory工厂类，用于逻辑的处理

@Component
public class CommandFactory {

    /**
     * Spring会自动将Strategy接口的实现类注入到这个Map中，key为bean id，value值则为对应的策略实现类
     */
    @Autowired
    private Map<String, Command> commandMap;


    /**
     * 执行计算
     * @param operateType
     * @param a
     * @param b
     * @return
     */
    public int calculate(String operateType,int a, int b){
        Command targetCommand = Optional.ofNullable(commandMap.get(operateType))
                .orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("Invalid Operator"));
        return targetCommand.execute(a,b);
    }
}

最后，直接在合适的地方使用CommandFactory即可！

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class CalculatorServiceTest {

    @Autowired
    private CommandFactory commandFactory;

    @Test
    public void test(){
        int result = commandFactory.calculate("addCommand", ,);
        System.out.println("result:" +  result);
    }
}