給PHP開發(fā)者的編程指南 第一部分降低復(fù)雜程度
PHP 是一門自由度很高的編程語言。它是動態(tài)語言,對程序員有很大的寬容度。作為 PHP 程序員,要想讓你的代碼更有效,需要了解不少的規(guī)范。很多年來,我讀過很多編程方面的書籍,與很多資深程序員也討論過代碼風格的問題。具體哪條規(guī)則來自哪本書或者哪個人,我肯定不會都記得,但是本文(以及接下來的另一篇文章) 表達了我對于如何寫出更好的代碼的觀點:能經(jīng)得起考驗的代碼,通常是非常易讀和易懂的。這樣的代碼,別人可以更輕松的查找問題,也可以更簡單的復(fù)用代碼。
降低函數(shù)體的復(fù)雜度
在方法或者函數(shù)體里,盡可能的降低復(fù)雜性。相對低一些的復(fù)雜性,可以便于別人閱讀代碼。另外,這樣做也可以減少代碼出問題的可能性,更易修改,有問題也更易修復(fù)。
在函數(shù)里減少括號數(shù)量
盡可能少的使用 if, elseif, else 和 switch 這些語句。它們會增加更多的括號。這會讓代碼更難懂、更難測試一些(因為每個括號都需要有測試用例覆蓋到)??偸怯修k法來避免這個問題的。
代理決策 ("命令,不用去查詢(Tell, don't ask)")
有的時候 if 語句可以移到另一個對象里,這樣會更清晰些。例如:
if($a->somethingIsTrue()) {
$a->doSomething();
}
可以改成:
$a->doSomething();
這里,具體的判斷由 $a 對象的 doSomething() 方法去做了。我們不需要再為此做更多的考慮,只需要安全的調(diào)用 doSomething() 即可。這種方式優(yōu)雅的遵循了命令,不要去查詢原則。我建議你深入了解一下這個原則,當你向一個對象查詢信息并且根據(jù)這些信息做判斷的時候都可以適用這條原則。
使用map
有時可以用 map 語句減少 if, elseif 或 else 的使用,例如:
if($type==='json') {
return $jsonDecoder->decode($body);
}elseif($type==='xml') {
return $xmlDecoder->decode($body);
}else{
throw new \LogicException(
'Type "'.$type.'" is not supported'
);
}
可以精簡為:
$decoders= ...;// a map of type (string) to corresponding Decoder objects
if(!isset($decoders[$type])) {
thrownew\LogicException(
'Type "'.$type.'" is not supported'
);
}
這樣使用 map 的方式也讓你的代碼遵循擴展開放,關(guān)閉修改的原則。
強制類型
很多 if 語句可以通過更嚴格的使用類型來避免,例如:
if($a instanceof A) {
// happy path
return $a->someInformation();
}elseif($a=== null) {
// alternative path
return 'default information';
}
可以通過強制 $a 使用 A 類型來簡化:
return $a->someInformation();
當然,我們可以通過其他方式來支持 "null" 的情況。這個在后面的文章會提到。
Return early
很多時候,函數(shù)里的一個分支并非真正的分支,而是前置或者后置的一些條件,就像這樣:// 前置條件
if(!$a instanceof A) {
throw new \InvalidArgumentException(...);
}
// happy path
return $a->someInformation();
這里 if 語句并不是函數(shù)執(zhí)行的一個分支,它只是對一個前置條件的檢查。有時我們可以讓 PHP 自身來完成前置條件的檢查(例如使用恰當?shù)念愋吞崾?。不過,PHP 也沒法完成所有前置條件的檢查,所以還是需要在代碼里保留一些。為了降低復(fù)雜度,我們需要在提前知道代碼會出錯時、輸入錯誤時、已經(jīng)知道結(jié)果時盡早返回。
盡早返回的效果就是后面的代碼沒必要像之前那樣縮進了:
// check precondition
if(...) {
thrownew...();
}
// return early
if(...) {
return...;
}
// happy path
...
return...;
像上面這個模板這樣,代碼會變動更易讀和易懂。
創(chuàng)建小的邏輯單元
如果函數(shù)體過長,就很難理解這個函數(shù)到底在干什么。跟蹤變量的使用、變量類型、變量聲明周期、調(diào)用的輔助函數(shù)等等,這些都會消耗很多腦細胞。如果函數(shù)比較小,對于理解函數(shù)功能很有幫助(例如,函數(shù)只是接受一些輸入,做一些處理,再返回結(jié)果)。
使用輔助函數(shù)
在使用之前的原則減少括號之后,你還可以通過把函數(shù)拆分成更小的邏輯單元做到讓函數(shù)更清晰。你可以把實現(xiàn)一個子任務(wù)的代碼行看做一組代碼,這些代碼組直接用空行來分隔。然后考慮如何把它們拆分成輔助方法(即重構(gòu)中的提煉方法)。
輔助方法一般是 private 的方法,只會被所屬的特定類的對象調(diào)用。通常它們不需要訪問實例的變量,這種情況需要定義為 static 的方法。在我的經(jīng)驗中,private (static)的輔助方法通常會匯總到分離的類中,并且定義成 public (static 或 instance)的方法,至少在測試驅(qū)動開發(fā)的時候使用一個協(xié)作類就是這種情形。
減少臨時變量
長的函數(shù)通常需要一些變量來保存中間結(jié)果。這些臨時變量跟蹤起來比較麻煩:你需要記住它們是否已經(jīng)初始化了,是否還有用,現(xiàn)在的值又是多少等等。
上節(jié)提到的輔助函數(shù)有助于減少臨時變量:
public function capitalizeAndReverse(array $names) {
$capitalized = array_map('ucfirst', $names);
$capitalizedAndReversed = array_map('strrev', $capitalized);
return $capitalizedAndReversed;
}
使用輔助方法,我們可以不用臨時變量了:
public function capitalizeAndReverse(array $names) {
return self::reverse(
self::capitalize($names)
);
}
private static function reverse(array $names) {
return array_map('strrev', $names);
}
private static function capitalize(array $names) {
return array_map('ucfirst', $names);
}
正如你所見,我們把函數(shù)變成新函數(shù)的組合,這樣變得更易懂,也更容易修改。某種方式上,代碼還有點符合“擴展開放/修改關(guān)閉”,因為我們基本上不需要再修改輔助函數(shù)。
由于很多算法需要遍歷容器,從而得到新的容器或者計算出一個結(jié)果,此時把容器本身當做一個“一等公民”并且附加上相關(guān)的行為,這樣做是很有意義的:
classNames
{
private $names;
public function __construct(array $names)
{
$this->names = $names;
}
public function reverse()
{
return new self(
array_map('strrev', $names)
);
}
public function capitalize()
{
return new self(
array_map('ucfirst', $names)
);
}
}
$result = (newNames([...]))->capitalize()->reverse();
這樣做可以簡化函數(shù)的組合。
雖然減少臨時變量通常會帶來好的設(shè)計,不過上面的例子中也沒必要干掉所有的臨時變量。有時候臨時變量的用處是很清晰的,作用也是一目了然的,就沒必要精簡。
使用簡單的類型
追蹤變量的當前取值總是很麻煩的,當不清楚變量的類型時尤其如此。而如果一個變量的類型不是固定的,那簡直就是噩夢。
數(shù)組只包含同一種類型的值
使用數(shù)組作為可遍歷的容器時,不管什么情況都要確保只使用同一種類型的值。這可以降低遍歷數(shù)組讀取數(shù)據(jù)的循環(huán)的復(fù)雜度:
foreach($collection as $value) {
// 如果指定$value的類型,就不需要做類型檢查
}
你的代碼編輯器也會為你提供數(shù)組值的類型提示:
/**
* @param DateTime[] $collection
*/
public function doSomething(array $collection) {
foreach($collection as $value) {
// $value是DateTime類型
}
}
而如果你不能確定 $value 是 DateTime 類型的話,你就不得不在函數(shù)里添加前置判斷來檢查其類型。beberlei/assert庫可以讓這個事情簡單一些:
useAssert\Assertion
public function doSomething(array $collection) {
Assertion::allIsInstanceOf($collection, \DateTime::class);
...
}
如果容器里有內(nèi)容不是 DateTime 類型,這會拋出一個 InvalidArgumentException 異常。除了強制輸入相同類型的值之外,使用斷言(assert)也是降低代碼復(fù)雜度的一種手段,因為你可以不在函數(shù)的頭部去做類型的檢查。
簡單的返回值類型
只要函數(shù)的返回值可能有不同的類型,就會極大的增加調(diào)用端代碼的復(fù)雜度:
$result= someFunction();
if($result=== false) {
...
}else if(is_int($result)) {
...
}
PHP 并不能阻止你返回不同類型的值(或者使用不同類型的參數(shù))。但是這樣做只會造成大量的混亂,你的程序里也會到處都充斥著 if 語句。
下面是一個經(jīng)常遇到的返回混合類型的例子:
/**
* @param int $id
* @return User|null
*/
public function findById($id)
{
...
}
這個函數(shù)會返回 User 對象或者 null,這種做法是有問題的,如果不檢查返回值是否合法的 User 對象,我們是不能去調(diào)用返回值的方法的。在 PHP 7之前,這樣做會造成"Fatal error",然后程序崩潰。
下一篇文章我們會考慮 null,告訴你如何去處理它們。
可讀的表達式
我們已經(jīng)討論過不少降低函數(shù)的整體復(fù)雜度的方法。在更細粒度上我們也可以做一些事情來減少代碼的復(fù)雜度。
隱藏復(fù)雜的邏輯
通??梢园褟?fù)雜的表達式變成輔助函數(shù)??纯聪旅娴拇a:
if(($a||$b) &&$c) {
...
}
可以變得更簡單一些,像這樣:
if(somethingIsTheCase($a,$b,$c)) {
...
}
閱讀代碼時可以清楚的知道這個判斷依賴 $a, $b 和 $c 三個變量,而函數(shù)名也可以很好的表達判斷條件的內(nèi)容。
使用布爾表達式
if 表達式的內(nèi)容可以轉(zhuǎn)換成布爾表達式。不過 PHP 也沒有強制你必須提供 boolean 值:
$a=new\DateTime();
...
if($a) {
...
}
$a 會自動轉(zhuǎn)換成 boolean 類型。強制類型轉(zhuǎn)換是 bug 的主要來源之一,不過還有一個問題是會對代碼的理解帶來復(fù)雜性,因為這里的類型轉(zhuǎn)換是隱式的。PHP 的隱式轉(zhuǎn)換的替代方案是顯式的進行類型轉(zhuǎn)換,例如:
if($a instanceof DateTime) {
...
}
如果你知道比較的是 bool 類型,就可以簡化成這樣:
if($b=== false) {
...
}
使用 ! 操作符則還可以簡化:
if(!$b) {
...
}
不要 Yoda 風格的表達式
Yoda 風格的表達式就像這樣:
if('hello'===$result) {
...
}
這種表達式主要是為了避免下面的錯誤:
if($result='hello') {
...
}
這里 'hello' 會賦值給 $result,然后成為整個表達式的值。'hello' 會自動轉(zhuǎn)換成 bool 類型,這里會轉(zhuǎn)換成 true。于是 if 分支里的代碼在這里會總是被執(zhí)行。
使用 Yoda 風格的表達式可以幫你避免這類問題:
if('hello'=$result) {
...
}
我覺得實際情況下不太會有人出現(xiàn)這種錯誤,除非他還在學習 PHP 的基本語法。而且,Yoda 風格的代碼也有不小的代價:可讀性。這樣的表達式不太易讀,也不太容易懂,因為這不符合自然語言的習慣。
以上就是本文的全部內(nèi)容,希望對大家的學習有所幫助。
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