Extract Subclass（提煉子類） · 重構改善既有代碼的設計

### Extract Subclass（提煉子類） class 中的某些特性（features）只被某些（而非全部）實體（instances）用到。新建一個subclass ，將上面所說的那一部分特性移到subclass 中。 ![](https://box.kancloud.cn/2016-08-15_57b1b5e6dfdfe.gif) **動機（Motivation）** 使用Extract Subclass 的主要動機是：你發現class 中的某些行為只被一部分實體用到，其他實體不需要它們。有時候這種行為上的差異是通過type code 區分的，此時你可以使用 Replace Type Code with Subclasses 或 Replace Type Code with State/Strategy。但是，并非一定要出現了type code 才表示需要考慮使用subclass 。 Extract Class 是Extract Subclass 之外的另一種選擇，兩者之間的抉擇其實就是委托（delegation）和繼承（inheritance）之間的抉擇。Extract Subclass 通常更容易進行，但它也有限制：一旦對象創建完成，你無法再改變「與型別相關的行為」（class-based behavior ）。但如果使用Extract Class ，你只需插入另一個不同組件（ plugging in different components）就可以改變對象的行為。此外，subclasses 只能用以表現一組變化（one set of variations）。如果你希望class 以數種不同的方式變化，就必須使用委托（delegation）。 **作法（Mechanics）** - 為source class 定義一個新的subclass 。 - 為這個新的subclass 提供構造函數。 - 簡單的作法是：讓subclass 構造函數接受與superclass 構造函數相同的參數，并通過super 調用superclass 構造函數。 - 如果你希望對用戶隱藏subclass 的存在，可使用Replace Constructor with Factory Method。 - 找出調用superclass 構造函數的所有地點。如果它們需要的是新建的subclass ，令它們改而調用新構造函數。 - 如果subclass 構造函數需要的參數和superclass 構造函數的參數不同，可以使用Rename Method 修改其參數列。如果subclass 構造函數不需要superclass 構造函數的某些參數，可以使用Rename Method 將它們去除。 - 如果不再需要直接實體化（具現化，instantiated）superclass ，就將它聲明為抽象類。 - 逐一使用Push Down Method 和 Push Down Field 將source class 的特性移到subclass 去。 - 和Extract Class 不同的是，先處理函數再處理數據，通常會簡單一些。 - 當一個public 函數被下移到subclass 后，你可能需要重新定義該函數的調用端的局部變量或參數型別，讓它們改調用subclass 中的新函數。如果忘記進行這一步驟，編譯器會提醒你。 - 找到所有這樣的值域：它們所傳達的信息如今可由繼承體系自身傳達（這一類值域通常是boolean 變量或type code ）。以 Self Encapsulate Field 避免直接使用這些值域，然后將它們的取值函數（getter）替換為多態常量函數（polymorphic constant methods）。所有使用這些值域的地方都應該以Replace Conditional with Polymorphism 重構。 - 任何函數如果位于source class 之外，而又使用了上述值域的訪問函數（accessors），考慮以 Move Method 將它移到source class 中，然后再使用Replace Conditional with Polymorphism。 - 每次下移之后，編譯并測試。 **范例：（Example）** 下面是JobItem class，用來決定當地修車廠的工作報價： ~~~ class JobItem ... public JobItem (int unitPrice, int quantity, boolean isLabor, Employee employee) { _unitPrice = unitPrice; _quantity = quantity; _isLabor = isLabor; _employee = employee; } public int getTotalPrice() { return getUnitPrice() * _quantity; } public int getUnitPrice(){ return (_isLabor) ? _employee.getRate(): _unitPrice; } public int getQuantity(){ return _quantity; } public Employee getEmployee() { return _employee; } private int _unitPrice; private int _quantity; private Employee _employee; private boolean _isLabor; class Employee... public Employee (int rate) { _rate = rate; } public int getRate() { return _rate; } private int _rate; ~~~ 我要提煉出一個LaborItem subclass，因為上述某些行為和數據只在labor (勞工）情況下才需要。首先建立這樣一個class： ~~~ class LaborItem extends JobItem {} ~~~ 我需要為LaborItem 提供一個構造函數，因為JobItem 沒有「無引數構造函數」（ no-arg constructor）。我把superclass 構造函數的參數列拷貝過來： ~~~ public LaborItem (int unitPrice, int quantity, boolean isLabor, Employee employee) { super (unitPrice, quantity, isLabor, employee); } ~~~ 這就足以讓新的subclass 通過編譯了。但是這個構造函數會造成混淆：某些參數是LaborItem 所需要的，另一些不是。稍后我再來解決這個問題。下一步是要找出對JobItem 構造函數的調用，并從中找出「可替換為LaborItem 構造函數」者。因此，下列語句： ~~~ JobItem j1 = new JobItem (0, 5, true, kent); ~~~ 就被修改為： ~~~ JobItem j1 = new LaborItem (0, 5, true, kent); ~~~ 此時我尚未修改變量型別，只是修改了構造函數所屬的class 。之所以這樣做，是因為我希望只在必要地點才使用新型別。到目前為止，subclass 還沒有專屬接口，因此我還不想宣布任何改變。現在正是清理構造函數參數列的好時機。我將針對每個構造函數使用Rename Method。首先處理superclass 構造函數。我要新建一個構造函數，并把舊構造函數聲明為protected （不能直接聲明為private ，因為subclass 還需要它）： ~~~ class JobItem... protected JobItem (int unitPrice, int quantity, boolean isLabor, Employee employee) { _unitPrice = unitPrice; _quantity = quantity; _isLabor = isLabor; _employee = employee; } public JobItem (int unitPrice, int quantity) { this (unitPrice, quantity, false, null) } ~~~ 現在，外部調用應該使用新構造函數： ~~~ JobItem j2 = new JobItem (10, 15); ~~~ 編譯、測試都通過后，我再使用 Rename Method 修改subclass 構造函數： ~~~ class LaborItem public LaborItem (int quantity, Employee employee) { super (0, quantity, true, employee); } ~~~ 此時的我仍然暫時使用protected superclass 構造函數。現在，我可以將JobItem 的特性向下搬移。先從函數幵始，我先運用 Push Down Method 對付getEmployee() 函數： ~~~ class LaborItem... public Employee getEmployee() { return _employee; } class JobItem... protected Employee _employee; ~~~ 因為_employee 值域也將在稍后被下移到LaborItem ，所以我現在先將它聲明為protected。將_employee 值域聲明protected 之后，我可以再次清理構造函數，讓_employee 只在「即將去達的subclass 中」被初始化： ~~~ class JobItem... protected JobItem (int unitPrice, int quantity, boolean isLabor) { _unitPrice = unitPrice; _quantity = quantity; _isLabor = isLabor; } class LaborItem ... public LaborItem (int quantity, Employee employee) { super (0, quantity, true); _employee = employee; } ~~~ _isLabor 值域所傳達的信息，現在已經成為繼承體系的內在信息，因此我可以移除這個值域了。最好的方式是：先使用Self Encapsulate Field，然后再修改訪問函數（accessors），改用多態常量函數。所謂「多態常量函數」會在不同的subclass 實現版本中返回不同的固定值： ~~~ class JobItem... protected boolean isLabor() { return false; } class LaborItem... protected boolean isLabor() { return true; } ~~~ 然后，我就可以擺脫_isLabor 值域了。現在，我可以觀察isLabor() 函數的用戶，并運用Replace Conditional with Polymorphism 重構它們。我找到了下列這樣的函數： ~~~ class JobItem... public int getUnitPrice(){ return (isLabor()) ? _employee.getRate(): _unitPrice; } ~~~ 將它重構為： ~~~ class JobItem... public int getUnitPrice(){ return _unitPrice; } class LaborItem... public int getUnitPrice(){ return _employee.getRate(); } ~~~ 當使用某項值域的函數全被下移至subclass 后，我就可以使用 Push Down Field 將值域也下移。如果尚還無法移動值域，那就表示，我需要對函數做更多處理，可能需要實施Push Down Method 或 Replace Conditional with Polymorphism。由于_unitPrice 值域只被LaborItem 以外的對象（也就是parts job items）所用，所以我可以再次運用Extract Subclass 對JobItem 提煉出一個subclass ：PartsItem 。完成后，我可以將JobItem 聲明為抽象類。