Replace Conditional with Polymorphism（以多態取代條件式） · 重構改善既有代碼的設計

### Replace Conditional with Polymorphism（以多態取代條件式）你手上有個條件式，它根據對象型別的不同而選擇不同的行為。將這個條件式的每個分支放進一個subclass 內的覆寫函數中，然后將原始函數聲明為抽象函數（abstract method）。 ~~~ double getSpeed() { switch (_type) { case EUROPEAN: return getBaseSpeed(); case AFRICAN: return getBaseSpeed() - getLoadFactor() * _numberOfCoconuts; case NORWEGIAN_BLUE: return (_isNailed) ? 0 : getBaseSpeed(_voltage); } throw new RuntimeException ("Should be unreachable"); } ~~~ ![](https://box.kancloud.cn/2016-08-15_57b1b5aa0c6ab.gif) **動機（Motivation）** 在面向對象術語中，聽上去最高貴的詞非「多態」莫屬。多態（polymorphism）最根本的好處就是：如果你需要根據對象的不同型別而采取不同的行為，多態使你不必編寫明顯的條件式（explicit conditional ）。正因為有了多態，所以你會發現：「針對type code（型別碼）而寫的switch 語句」以及「針對type string （型別名稱字符串）而寫的if-then-else 語句」在面向對象程序中很少出現。多態（polymorphism）能夠給你帶來很多好處。如果同一組條件式在程序許多地點出現，那么使用多態的收益是最大的。使用條件式時，如果你想添加一種新型別，就必須查找并更新所有條件式。但如果改用多態，只需建立一個新的subclass ，并在其中提供適當的函數就行了。class 用戶不需要了解這個subclass ，這就大大降低了系統各部分之間的相依程度，使系統升級更加容易。 **作法（Mechanics）** 使用Replace Conditional with Polymorphism之前，你首先必須有一個繼承結構。你可能已經通過先前的重構得到了這一結構。如果還沒有，現在就需要建立它。要建立繼承結構，你有兩種選擇： Replace Type Code with Subclasses 和 Replace Type Code with State/Strategy。前一種作法比較簡單，因此你應該盡可能使用它。但如果你需要在對象創建好之后修改type code；就不能使用subclassing 作法，只能使用State/Strategy 模式。此，如果由于其他原因你要重構的class 已經有了subclass ，那么也得使用State/Strategy 。記住，如果若干switch 語句針對的是同一個type code；你只需針對這個type code 建立一個繼承結構就行了。現在，可以向條件式開戰了。你的目標可能是switch（case）語句，也可能是if 語句。 - 如果要處理的條件式是一個更大函數中的一部分，首先對條件式進行分析，然后使用Extract Method 將它提煉到一個獨立函數去。 - 如果有必要，使用Move Method 將條件式放置到繼承結構的頂端。 - 任選一個subclass ，在其中建立一個函數，使之覆寫superclass 中容納條件式的那個函數。將「與subclass 相關的條件式分支」拷貝到新建函數中，并對它進行適當調整。 - 為了順利進行這一步驟，你可能需要將superclass 中的某些private 值域聲明為protected 。 - 編譯，測試。 - 在superclass 中刪掉條件式內被拷貝出去的分支。 - 編譯，測試。 - 針對條件式的每個分支，重復上述過程，直到所有分支都被移到subclass 內的函數為止。 - 將superclass 之中容納條件式的函數聲明為抽象函數（abstract method）。 **范例：（Example）** 請允許我繼續使用「員工與薪資」這個簡單而又乏味的例子。我的classes是從Replace Type Code with State/Strategy 那個例子中拿來的，因此示意圖就如圖9.1所示（如果想知道這個圖是怎么得到的，請看第8章范例）。 ![](https://box.kancloud.cn/2016-08-15_57b1b5aa20c9a.gif) 圖9.1 繼承機構 ~~~ class Employee... int payAmount() { switch (getType()) { case EmployeeType.ENGINEER: return _monthlySalary; case EmployeeType.SALESMAN: return _monthlySalary + _commission; case EmployeeType.MANAGER: return _monthlySalary + _bonus; default: throw new RuntimeException("Incorrect Employee"); } } int getType() { return _type.getTypeCode(); } private EmployeeType _type; abstract class EmployeeType... abstract int getTypeCode(); class Engineer extends EmployeeType... int getTypeCode() { return Employee.ENGINEER; } ... and other subclasses ~~~ switch 語句已經被很好地提煉出來，因此我不必費勁再做一遍。不過我需要將它移至EmployeeType class，因為EmployeeType 才是被subclassing 的class 。 ~~~ class EmployeeType... int payAmount(Employee emp) { switch (getTypeCode()) { case ENGINEER: return emp.getMonthlySalary(); case SALESMAN: return emp.getMonthlySalary() + emp.getCommission(); case MANAGER: return emp.getMonthlySalary() + emp.getBonus(); default: throw new RuntimeException("Incorrect Employee"); } } ~~~ 由于我需要EmployeeType class 的數據，所以我需要將Employee 對象作為參數傳遞給payAmount()。這些數據中的一部分也許可以移到EmployeeType class 來，但那是另一項重構需要關心的問題了。調整代碼，使之通過編譯，然后我修改Employee 中的payAmount() 函數，令它委托（delegate，轉調用）EmployeeType ： ~~~ class Employee... int payAmount() { return _type.payAmount(this); } ~~~ 現在，我可以處理switch 語句了。這個過程有點像淘氣小男孩折磨一只昆蟲——每次掰掉它一條腿 [6]。首先我把switch 語句中的"Engineer"這一分支拷貝到Engineer class： ~~~ class Engineer... int payAmount(Employee emp) { return emp.getMonthlySalary(); } ~~~ [6]譯注：「腿」和條件式「分支」的英文都是"leg"。作者幽默地說「掰掉一條腿」，意思就是「去掉一個分支」。這個新函數覆寫了superclass 中的switch 語句之內那個專門處理"Engineer"的分支。我是個徧執狂，有時我會故意在case 子句中放一個陷阱，檢查Engineer class 是否正常工作（是否被調用）： ~~~ class EmployeeType... int payAmount(Employee emp) { switch (getTypeCode()) { case ENGINEER: throw new RuntimeException ("Should be being overridden"); case SALESMAN: return emp.getMonthlySalary() + emp.getCommission(); case MANAGER: return emp.getMonthlySalary() + emp.getBonus(); default: throw new RuntimeException("Incorrect Employee"); } } ~~~ 接下來，我重復上述過程，直到所有分支都被去除為止： ~~~ class Salesman... int payAmount(Employee emp) { return emp.getMonthlySalary() + emp.getCommission(); } class Manager... int payAmount(Employee emp) { return emp.getMonthlySalary() + emp.getBonus(); } ~~~ 然后，將superclass 的payAmount() 函數聲明為抽象函數： ~~~ class EmployeeType... abstract int payAmount(Employee emp); ~~~