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Python - 编写条件分支代码的技巧

编写条件分支代码是编码过程中不可或缺的一部分。

如果用道路来做比喻,现实世界中的代码从来都不是一条笔直的高速公路,而更像是由无数个岔路口组成的某个市区地图。我们编码者就像是驾驶员,需要告诉我们的程序,下个路口需要往左还是往右。

编写优秀的条件分支代码非常重要,因为糟糕、复杂的分支处理非常容易让人困惑,从而降低代码质量。所以,这篇文章将会重点谈谈在 Python 中编写分支代码应该注意的地方。

Python 里的分支代码

Python 支持最为常见的 if/else 条件分支语句,不过它缺少在其他编程语言中常见的 switch/case 语句。

除此之外,Python 还为 for/while 循环以及 try/except 语句提供了 else 分支,在一些特殊的场景下,它们可以大显身手。

下面我们从 最佳实践、常见技巧、常见陷阱 三个方面讲一下如果编写优秀的条件分支代码。

最佳实践

1. 避免多层分支嵌套

如果这篇文章只能删减成一句话就结束,那么那句话一定是**“要竭尽所能的避免分支嵌套”**。

过深的分支嵌套是很多编程新手最容易犯的错误之一。假如有一位新手 JavaScript 程序员写了很多层分支嵌套,那么你可能会看到一层又一层的大括号:if { if { if { ... }}}。俗称 “嵌套 if 地狱(Nested If Statement Hell)”。

但是因为 Python 使用了缩进来代替 {},所以过深的嵌套分支会产生比其他语言下更为严重的后果。比如过多的缩进层次很容易就会让代码超过 PEP8 中规定的每行字数限制。让我们看看这段代码:

def buy_fruit(nerd, store):
    """去水果店买苹果
    
    - 先得看看店是不是在营业
    - 如果有苹果的话,就买 1 个
    - 如果钱不够,就回家取钱再来
    """
    if store.is_open():
        if store.has_stocks("apple"):
            if nerd.can_afford(store.price("apple", amount=1)):
                nerd.buy(store, "apple", amount=1)
                return
            else:
                nerd.go_home_and_get_money()
                return buy_fruit(nerd, store)
        else:
            raise MadAtNoFruit("no apple in store!")
    else:
        raise MadAtNoFruit("store is closed!")

上面这段代码最大的问题,就是过于直接翻译了原始的条件分支要求,导致短短十几行代码包含了有三层嵌套分支。

这样的代码可读性和维护性都很差。不过我们可以用一个很简单的技巧:“提前结束” 来优化这段代码:

def buy_fruit(nerd, store):
    if not store.is_open():
        raise MadAtNoFruit("store is closed!")

    if not store.has_stocks("apple"):
        raise MadAtNoFruit("no apple in store!")

    if nerd.can_afford(store.price("apple", amount=1)):
        nerd.buy(store, "apple", amount=1)
        return
    else:
        nerd.go_home_and_get_money()
        return buy_fruit(nerd, store)

“提前结束”指:在函数内使用 return 或 raise 等语句提前在分支内结束函数。 比如,在新的 buy_fruit 函数里,当分支条件不满足时,我们直接抛出异常,结束这段代码分支。这样的代码没有嵌套分支,更直接也更易读。

2. 封装那些过于复杂的逻辑判断

如果条件分支里的表达式过于复杂,出现了太多的 not/and/or,那么这段代码的可读性就会大打折扣,比如下面这段代码:

# 如果活动还在开放,并且活动剩余名额大于 10,为所有性别为女性,或者级别大于 3
# 的活跃用户发放 10000 个金币
if activity.is_active and activity.remaining > 10 and \
        user.is_active and (user.sex == 'female' or user.level > 3):
    user.add_coins(10000)
    return

对于这样的代码,我们可以考虑将具体的分支逻辑封装成函数或者方法,来达到简化代码的目的:

if activity.allow_new_user() and user.match_activity_condition():
    user.add_coins(10000)
    return

事实上,将代码改写后,之前的注释文字其实也可以去掉了。因为后面这段代码已经达到了自说明的目的。 至于具体的 什么样的用户满足活动条件? 这种问题,就应由具体的 match_activity_condition() 方法来回答了。

Hint: 恰当的封装不光直接改善了代码的可读性,事实上,如果上面的活动判断逻辑在代码中出现了不止一次的话,封装更是必须的。不然重复代码会极大的破坏这段逻辑的可维护性。

3. 留意不同分支下的重复代码

重复代码是代码质量的天敌,而条件分支语句又非常容易成为重复代码的重灾区。所以,当我们编写条件分支语句时,需要特别留意,不要生产不必要的重复代码。

让我们看下这个例子:

# 对于新用户,创建新的用户资料,否则更新旧资料
if user.no_profile_exists:
    create_user_profile(
        username=user.username,
        email=user.email,
        age=user.age,
        address=user.address,
        # 对于新建用户,将用户的积分置为 0
        points=0,
        created=now(),
    )
else:
    update_user_profile(
        username=user.username,
        email=user.email,
        age=user.age,
        address=user.address,
        updated=now(),
    )

在上面的代码中,我们可以一眼看出,在不同的分支下,程序调用了不同的函数,做了不一样的事情。但是,因为那些重复代码的存在,我们却很难简单的区分出,二者的不同点到底在哪。

其实,得益于 Python 的动态特性,我们可以简单的改写一下上面的代码,让可读性可以得到显著的提升:

if user.no_profile_exists:
    profile_func = create_user_profile
    extra_args = {'points': 0, 'created': now()}
else:
    profile_func = update_user_profile
    extra_args = {'updated': now()}

profile_func(
    username=user.username,
    email=user.email,
    age=user.age,
    address=user.address,
    **extra_args
)

当你编写分支代码时,请额外关注由分支产生的重复代码块,如果可以简单的消灭它们,那就不要迟疑。

4. 谨慎使用三元表达式

三元表达式是 Python 2.5 版本后才支持的语法。在那之前,Python 社区一度认为三元表达式没有必要,我们需要使用 x and a or b 的方式来模拟它。

事实是,在很多情况下,使用普通的 if/else 语句的代码可读性确实更好。盲目追求三元表达式很容易诱惑你写出复杂、可读性差的代码。

所以,请记得只用三元表达式处理简单的逻辑分支。

language = "python" if you.favor("dynamic") else "golang"

对于绝大多数情况,还是使用普通的 if/else 语句吧。

常见技巧

1. 使用“德摩根定律”

在做分支判断时,我们有时候会写成这样的代码:

# 如果用户没有登录或者用户没有使用 chrome,拒绝提供服务
if not user.has_logged_in or not user.is_from_chrome:
    return "our service is only available for chrome logged in user"

第一眼看到代码时,是不是需要思考一会才能理解它想干嘛?这是因为上面的逻辑表达式里面出现了 2 个 not 和 1 个 or。而我们人类恰好不擅长处理过多的“否定”以及“或”这种逻辑关系。

这个时候,就该 德摩根定律 出场了。通俗的说,德摩根定律就是 not A or not B 等价于 not (A and B)。通过这样的转换,上面的代码可以改写成这样:

if not (user.has_logged_in and user.is_from_chrome):
    return "our service is only available for chrome logged in user"

怎么样,代码是不是易读了很多?记住德摩根定律,很多时候它对于简化条件分支里的代码逻辑非常有用。

2. 自定义对象的“布尔真假”

我们常说,在 Python 里,“万物皆对象”。其实,不光“万物皆对象”,我们还可以利用很多魔法方法*(文档中称为:user-defined method)*,来自定义对象的各种行为。我们可以用很多在别的语言里面无法做到、有些魔法的方式来影响代码的执行。

比如,Python 的所有对象都有自己的“布尔真假”:

  • 布尔值为假的对象:None, 0, False, [], (), {}, set(), frozenset(), ... ...
  • 布尔值为真的对象:非 0 的数值、True,非空的序列、元组,普通的用户类实例,... ...

通过内建函数 bool(),你可以很方便的查看某个对象的布尔真假。而 Python 进行条件分支判断时用到的也是这个值:

>>> bool(object())
True

重点来了,虽然所有用户类实例的布尔值都是真。但是 Python 提供了改变这个行为的办法:自定义类的 __bool__ 魔法方法 (在 Python 2.X 版本中为 __nonzero__)。当类定义了 __bool__ 方法后,它的返回值将会被当作类实例的布尔值。

另外,__bool__ 不是影响实例布尔真假的唯一方法。如果类没有定义 __bool__ 方法,Python 还会尝试调用 __len__ 方法*(也就是对任何序列对象调用 len 函数)*,通过结果是否为 0 判断实例真假。

那么这个特性有什么用呢?看看下面这段代码:

class UserCollection(object):

    def __init__(self, users):
        self._users = users


users = UserCollection([piglei, raymond])

if len(users._users) > 0:
    print("There's some users in collection!")

上面的代码里,判断 UserCollection 是否有内容时用到了 users._users 的长度。其实,通过为 UserCollection 添加 __len__ 魔法方法,上面的分支可以变得更简单:

class UserCollection:

    def __init__(self, users):
        self._users = users

    def __len__(self):
        return len(self._users)


users = UserCollection([piglei, raymond])

# 定义了 __len__ 方法后,UserCollection 对象本身就可以被用于布尔判断了
if users:
    print("There's some users in collection!")

通过定义魔法方法 __len__ 和 __bool__ ,我们可以让类自己控制想要表现出的布尔真假值,让代码变得更 pythonic。

3. 在条件判断中使用 all() / any()

all() 和 any() 两个函数非常适合在条件判断中使用。这两个函数接受一个可迭代对象,返回一个布尔值,其中:

  • all(seq):仅当 seq 中所有对象都为布尔真时返回 True,否则返回 False
  • any(seq):只要 seq 中任何一个对象为布尔真就返回 True,否则返回 False

假如我们有下面这段代码:

def all_numbers_gt_10(numbers):
    """仅当序列中所有数字大于 10 时,返回 True
    """
    if not numbers:
        return False

    for n in numbers:
        if n <= 10:
            return False
    return True

如果使用 all() 内建函数,再配合一个简单的生成器表达式,上面的代码可以写成这样:

def all_numbers_gt_10_2(numbers):
    return bool(numbers) and all(n > 10 for n in numbers)

简单、高效,同时也没有损失可用性。

4. 使用 try/while/for 中 else 分支

让我们看看这个函数:

def do_stuff():
    first_thing_successed = False
    try:
        do_the_first_thing()
        first_thing_successed = True
    except Exception as e:
        print("Error while calling do_some_thing")
        return

    # 仅当 first_thing 成功完成时,做第二件事
    if first_thing_successed:
        return do_the_second_thing()

在函数 do_stuff 中,我们希望只有当 do_the_first_thing() 成功调用后*(也就是不抛出任何异常)*,才继续做第二个函数调用。为了做到这一点,我们需要定义一个额外的变量 first_thing_successed 来作为标记。

其实,我们可以用更简单的方法达到同样的效果:

def do_stuff():
    try:
        do_the_first_thing()
    except Exception as e:
        print("Error while calling do_some_thing")
        return
    else:
        return do_the_second_thing()

在 try 语句块最后追加上 else 分支后,分支下的do_the_second_thing() 便只会在 try 下面的所有语句正常执行(也就是没有异常,没有 return、break 等)完成后执行。

类似的,Python 里的 for/while 循环也支持添加 else 分支,它们表示:当循环使用的迭代对象被正常耗尽、或 while 循环使用的条件变量变为 False 后才执行 else 分支下的代码。

常见陷阱

1. 与 None 值的比较

在 Python 中,有两种比较变量的方法:== 和 is,二者在含义上有着根本的区别:

  • ==:表示二者所指向的的值是否一致
  • is:表示二者是否指向内存中的同一份内容,也就是 id(x) 是否等于 id(y)

None 在 Python 语言中是一个单例对象,如果你要判断某个变量是否为 None 时,记得使用 is 而不是 ==,因为只有 is 才能在严格意义上表示某个变量是否是 None。

否则,可能出现下面这样的情况:

>>> class Foo(object):
...     def __eq__(self, other):
...         return True
...
>>> foo = Foo()
>>> foo == None
True

在上面代码中,Foo 这个类通过自定义 __eq__ 魔法方法的方式,很容易就满足了 == None 这个条件。

所以,当你要判断某个变量是否为 None 时,请使用 is 而不是 ==。

2. 留意 and 和 or 的运算优先级

看看下面这两个表达式,猜猜它们的值一样吗?

>>> (True or False) and False
>>> True or False and False

答案是:不一样,它们的值分别是 False 和 True,你猜对了吗?

问题的关键在于:and 运算符的优先级大于 or。因此上面的第二个表达式在 Python 看来实际上是 True or (False and False)。所以结果是 True 而不是 False。

在编写包含多个 and 和 or 的表达式时,请额外注意 and 和 or 的运算优先级。即使执行优先级正好是你需要的那样,你也可以加上额外的括号来让代码更清晰。

结语

代码内的分支语句不可避免,我们在编写代码时,需要尤其注意它的可读性,避免对其他看到代码的人造成困扰。

看完文章的你,有没有什么想吐槽的?请留言告诉我吧。

源:《JavaScript设计模式与开发实践》

模式和重构之间有着一种与生俱来的关系。从某种角度来看,设计模式的目的就是为许多重构行为提供目标。

1.提炼函数

在JavaScript开发中,我们大部分时间都在与函数打交道,所以我们希望这些函数有着良好的命名,函数体内包含的逻辑清晰明了。如果一个函数过长,不得不加上若干注释才能让这个函数显得易读一些,那这些函数就很有必要进行重构。

如果在函数中有一段代码可以被独立出来,那我们最好把这些代码放进另外一个独立的函数中。这是一种很常见的优化工作,这样做的好处主要有以下几点。

  • 避免出现超大函数。
  • 独立出来的函数有助于代码复用。
  • 独立出来的函数更容易被覆写。
  • 独立出来的函数如果拥有一个良好的命名,它本身就起到了注释的作用。

比如在一个负责取得用户信息的函数里面,我们还需要打印跟用户信息有关的log,那么打印log的语句就可以被封装在一个独立的函数里:

var getUserInfo = function(){
    ajax( 'http:// xxx.com/userInfo', function( data ){
        console.log( 'userId: ' + data.userId );
        console.log( 'userName: ' + data.userName );
        console.log( 'nickName: ' + data.nickName );
    });
};

改成:

var getUserInfo = function(){
    ajax( 'http:// xxx.com/userInfo', function( data ){
        printDetails( data );
    });
};

var printDetails = function( data ){
    console.log( 'userId: ' + data.userId );
    console.log( 'userName: ' + data.userName );
    console.log( 'nickName: ' + data.nickName );
};

2.合并重复的条件片段

如果一个函数体内有一些条件分支语句,而这些条件分支语句内部散布了一些重复的代码,那么就有必要进行合并去重工作。假如我们有一个分页函数paging,该函数接收一个参数currPage,currPage表示即将跳转的页码。在跳转之前,为防止currPage传入过小或者过大的数字,我们要手动对它的值进行修正,详见如下伪代码:

var paging = function( currPage ){
    if ( currPage <= 0 ){
        currPage = 0;
        jump( currPage );    // 跳转
    }else if ( currPage >= totalPage ){
        currPage = totalPage;
        jump( currPage );    // 跳转
    }else{
        jump( currPage );    // 跳转
    }
};

可以看到,负责跳转的代码jump( currPage )在每个条件分支内都出现了,所以完全可以把这句代码独立出来:

var paging = function( currPage ){
    if ( currPage <= 0 ){
        currPage = 0;
    }else if ( currPage >= totalPage ){
        currPage = totalPage;
    }
    jump( currPage );    // 把jump函数独立出来
};

3.把条件分支语句提炼成函数

在程序设计中,复杂的条件分支语句是导致程序难以阅读和理解的重要原因,而且容易导致一个庞大的函数。假设现在有一个需求是编写一个计算商品价格的getPrice函数,商品的计算只有一个规则:如果当前正处于夏季,那么全部商品将以8折出售。代码如下:

var getPrice = function( price ){
    var date = new Date();
    if ( date.getMonth() >= 6 && date.getMonth() <= 9 ){    // 夏天
        return price * 0.8;
    }
    return price;
};

观察这句代码:

if ( date.getMonth() >= 6 && date.getMonth() <= 9 ){
    // ...
}

这句代码要表达的意思很简单,就是判断当前是否正处于夏天(7~10月)。尽管这句代码很短小,但代码表达的意图和代码自身还存在一些距离,阅读代码的人必须要多花一些精力才能明白它传达的意图。其实可以把这句代码提炼成一个单独的函数,既能更准确地表达代码的意思,函数名本身又能起到注释的作用。代码如下:

var isSummer = function(){
    var date = new Date();
    return date.getMonth() >= 6 && date.getMonth() <= 9;
};

var getPrice = function( price ){
    if ( isSummer() ){    // 夏天
        return price * 0.8;
    }
    return price;
};

4.合理使用循环

在函数体内,如果有些代码实际上负责的是一些重复性的工作,那么合理利用循环不仅可以完成同样的功能,还可以使代码量更少。下面有一段创建XHR对象的代码,为了简化示例,我们只考虑版本9以下的IE浏览器,代码如下:

var createXHR = function(){
    var xhr;
    try{
        xhr = new ActiveXObject( 'MSXML2.XMLHttp.6.0' );
    }catch(e){
        try{
            xhr = new ActiveXObject( 'MSXML2.XMLHttp.3.0' );
        }catch(e){
            xhr = new ActiveXObject( 'MSXML2.XMLHttp' );
        }
    }
    return xhr;
};

var xhr = createXHR();

下面我们灵活地运用循环,可以得到跟上面代码一样的效果:

var createXHR = function(){
var versions= [ 'MSXML2.XMLHttp.6.0ddd', 'MSXML2.XMLHttp.3.0', 'MSXML2.XMLHttp' ];
    for ( var i = 0, version; version = versions[ i++ ]; ){
        try{
            return new ActiveXObject( version );
        }catch(e){

        }
    }
};

var xhr = createXHR();

5.提前让函数退出代替嵌套条件分支

许多程序员都有这样一种观念:“每个函数只能有一个入口和一个出口。”现代编程语言都会限制函数只有一个入口。但关于“函数只有一个出口”,往往会有一些不同的看法。

下面这段伪代码是遵守“函数只有一个出口的”的典型代码:

var del = function( obj ){
    var ret;
    if ( !obj.isReadOnly ){    // 不为只读的才能被删除
        if ( obj.isFolder ){    // 如果是文件夹
            ret = deleteFolder( obj );
        }else if ( obj.isFile ){    // 如果是文件
            ret = deleteFile( obj );
        }
    }
    return ret;
};

嵌套的条件分支语句绝对是代码维护者的噩梦,对于阅读代码的人来说,嵌套的if、else语句相比平铺的if、else,在阅读和理解上更加困难,有时候一个外层if分支的左括号和右括号之间相隔500米之远。用《重构》里的话说,嵌套的条件分支往往是由一些深信“每个函数只能有一个出口的”程序员写出的。但实际上,如果对函数的剩余部分不感兴趣,那就应该立即退出。引导阅读者去看一些没有用的else片段,只会妨碍他们对程序的理解。

于是我们可以挑选一些条件分支,在进入这些条件分支之后,就立即让这个函数退出。要做到这一点,有一个常见的技巧,即在面对一个嵌套的if分支时,我们可以把外层if表达式进行反转。重构后的del函数如下:

var del = function( obj ){
    if ( obj.isReadOnly ){    // 反转if表达式
        return;
    }
    if ( obj.isFolder ){
        return deleteFolder( obj );
    }
    if ( obj.isFile ){
        return deleteFile( obj );
    }
};

6.传递对象参数代替过长的参数列表

有时候一个函数有可能接收多个参数,而参数的数量越多,函数就越难理解和使用。使用该函数的人首先得搞明白全部参数的含义,在使用的时候,还要小心翼翼,以免少传了某个参数或者把两个参数搞反了位置。如果我们想在第3个参数和第4个参数之中增加一个新的参数,就会涉及许多代码的修改,代码如下:

var setUserInfo = function( id, name, address, sex, mobile, qq ){
    console.log( 'id= ' + id );
    console.log( 'name= ' +name );
    console.log( 'address= ' + address );
    console.log( 'sex= ' + sex );
    console.log( 'mobile= ' + mobile );
    console.log( 'qq= ' + qq );
};

setUserInfo( 1314, 'sven', 'shenzhen', 'male', '137********', 377876679 )

;

这时我们可以把参数都放入一个对象内,然后把该对象传入setUserInfo 函数,setUserInfo函数需要的数据可以自行从该对象里获取。现在不用再关心参数的数量和顺序,只要保证参数对应的key值不变就可以了:

var setUserInfo = function( obj ){
    console.log( 'id= ' + obj.id );
    console.log( 'name= ' + obj.name );
    console.log( 'address= ' + obj.address );
    console.log( 'sex= ' + obj.sex );
    console.log( 'mobile= ' + obj.mobile );
    console.log( 'qq= ' + obj.qq );
};

setUserInfo({
    id: 1314,
    name: 'sven',
    address: 'shenzhen',
    sex: 'male',
    mobile: '137********',
    qq: 377876679
});

7.尽量减少参数数量

如果调用一个函数时需要传入多个参数,那这个函数是让人望而生畏的,我们必须搞清楚这些参数代表的含义,必须小心翼翼地把它们按照顺序传入该函数。而如果一个函数不需要传入任何参数就可以使用,这种函数是深受人们喜爱的。在实际开发中,向函数传递参数不可避免,但我们应该尽量减少函数接收的参数数量。下面举个非常简单的示例。 有一个画图函数draw,它现在只能绘制正方形,接收了3个参数,分别是图形的width、heigth以及square:

var draw = function( width, height, square ){};

但实际上正方形的面积是可以通过width和height计算出来的,于是我们可以把参数square从draw函数中去掉:

var draw = function( width, height ){
    var square = width * height;
};

假设以后这个draw函数开始支持绘制圆形,我们需要把参数width和height换成半径radius, 但图形的面积square始终不应该由客户传入,而是应该在draw函数内部,由传入的参数加上一定的规则计算得来。此时,我们可以使用策略模式,让draw函数成为一个支持绘制多种图形的函数。

8.少用三目运算符

有一些程序员喜欢大规模地使用三目运算符,来代替传统的if、else。理由是三目运算符性能高,代码量少。不过,这两个理由其实都很难站得住脚。

即使我们假设三目运算符的效率真的比if、else高,这点差距也是完全可以忽略不计的。在实际的开发中,即使把一段代码循环一百万次,使用三目运算符和使用if、else的时间开销处在同一个级别里。

同样,相比损失的代码可读性和可维护性,三目运算符节省的代码量也可以忽略不计。让JS文件加载更快的办法有很多种,如压缩、缓存、使用CDN和分域名等。把注意力只放在使用三目运算符节省的字符数量上,无异于一个300斤重的人把超重的原因归罪于头皮屑。

如果条件分支逻辑简单且清晰,这无碍我们使用三目运算符:

var global = typeof window !== "undefined" ? window : this;

但如果条件分支逻辑非常复杂,如下段代码所示,那我们最好的选择还是按部就班地编写if、else。if、else语句的好处很多,一是阅读相对容易,二是修改的时候比修改三目运算符周围的代码更加方便:

if ( !aup || !bup ) {
    return a === doc ? -1 :
        b === doc ? 1 :
        aup ? -1 :
        bup ? 1 :
        sortInput ?
        ( indexOf.call( sortInput, a ) - indexOf.call( sortInput, b ) ) :
        0;
}

9.合理使用链式调用

经常使用jQuery的程序员相当习惯链式调用方法,在JavaScript中,可以很容易地实现方法的链式调用,即让方法调用结束后返回对象自身,如下代码所示:

var User = function(){
    this.id = null;
    this.name = null;
};

User.prototype.setId = function( id ){
    this.id = id;
    return this;
};

User.prototype.setName = function( name ){
    this.name = name;
    return this;
};

console.log( new User().setId( 1314 ).setName( 'sven' ) );

或者:

var User = {
    id: null,
    name: null,
    setId: function( id ){
        this.id = id;
        return this;
    },
    setName: function( name ){
        this.name = name;
        return this;
    }
};

console.log( User.setId( 1314 ).setName( 'sven' ) );

使用链式调用的方式并不会造成太多阅读上的困难,也确实能省下一些字符和中间变量,但节省下来的字符数量同样是微不足道的。链式调用带来的坏处就是在调试的时候非常不方便,如果我们知道一条链中有错误出现,必须得先把这条链拆开才能加上一些调试log或者增加断点,这样才能定位错误出现的地方。

如果该链条的结构相对稳定,后期不易发生修改,那么使用链式调用无可厚非。但如果该链条很容易发生变化,导致调试和维护困难,那么还是建议使用普通调用的形式:

var user = new User();

user.setId( 1314 );
user.setName( 'sven' );

10.分解大型类

在HTML5版“街头霸王”的第一版代码中,负责创建游戏人物的Spirit 类非常庞大,不仅要负责创建人物精灵,还包括了人物的攻击、防御等动作方法,代码如下:

var Spirit = function( name ){
    this.name = name;
};

Spirit.prototype.attack = function( type ){    // 攻击
    if ( type === 'waveBoxing' ){
        console.log( this.name + ': 使用波动拳' );
    }else if( type === 'whirlKick' ){
        console.log( this.name + ': 使用旋风腿' );
    }
};

var spirit = new Spirit( 'RYU' );

spirit.attack( 'waveBoxing' );      // 输出:RYU: 使用波动拳
spirit.attack( 'whirlKick' );    // 输出:RYU: 使用旋风腿

后来发现,Spirit.prototype.attack这个方法实现是太庞大了,实际上它完全有必要作为一个单独的类存在。面向对象设计鼓励将行为分布在合理数量的更小对象之中:

var Attack = function( spirit ){
    this.spirit = spirit;
};

Attack.prototype.start = function( type ){
    return this.list[ type ].call( this );
};

Attack.prototype.list = {
    waveBoxing: function(){
        console.log( this.spirit.name + ': 使用波动拳' );
    },
    whirlKick: function(){
        console.log( this.spirit.name + ': 使用旋风腿' );
    }
};

现在的Spirit类变得精简了很多,不再包括各种各样的攻击方法,而是把攻击动作委托给Attack类的对象来执行,这段代码也是策略模式的运用之一:

var Spirit = function( name ){
    this.name = name;
    this.attackObj = new Attack( this );
};

Spirit.prototype.attack = function( type ){    // 攻击
    this.attackObj.start( type );
};

var spirit = new Spirit( 'RYU' );

spirit.attack( 'waveBoxing' );    // 输出:RYU: 使用波动拳
spirit.attack( 'whirlKick' );    // 输出:RYU: 使用旋风

11.用return退出多重循环

假设在函数体内有一个两重循环语句,我们需要在内层循环中判断,当达到某个临界条件时退出外层的循环。我们大多数时候会引入一个控制标记变量:

var func = function(){
    var flag = false;
    for ( var i = 0; i < 10; i++ ){
        for ( var j = 0; j < 10; j++ ){
            if ( i * j >30 ){
                flag = true;
                break;
            }
        }
        if ( flag === true ){
            break;
        }
    }
};

第二种做法是设置循环标记:

var func = function(){
    outerloop:
    for ( var i = 0; i < 10; i++ ){
        innerloop:
        for ( var j = 0; j < 10; j++ ){
            if ( i * j >30 ){
                break outerloop;
            }
        }
    }
};

这两种做法无疑都让人头晕目眩,更简单的做法是在需要中止循环的时候直接退出整个方法:

var func = function(){
    for ( var i = 0; i < 10; i++ ){
        for ( var j = 0; j < 10; j++ ){
            if ( i * j >30 ){
                return;
            }
        }
    }
};

当然用return直接退出方法会带来一个问题,如果在循环之后还有一些将被执行的代码呢?如果我们提前退出了整个方法,这些代码就得不到被执行的机会:

var func = function(){
    for ( var i = 0; i < 10; i++ ){
        for ( var j = 0; j < 10; j++ ){
            if ( i * j >30 ){
                return;
            }
        }
    }
    console.log( i );    // 这句代码没有机会被执行
};

为了解决这个问题,我们可以把循环后面的代码放到return后面,如果代码比较多,就应该把它们提炼成一个单独的函数:

var print = function( i ){
    console.log( i );
};

var func = function(){
    for ( var i = 0; i < 10; i++ ){
        for ( var j = 0; j < 10; j++ ){
            if ( i * j >30 ){
                return print( i );
            }
        }
    }
};

func();


- END -

. 流程控制

1. 简介

在Java项目中,大多数的代码都是编写在一个个的类里面。每个类中还有很多个语句,并且会以英文的分号;来表示语句的结束。有些小白会很好奇,这一行行的代码语句是按照什么顺序执行的呢?是按照我们看到的从上到下的顺序执行的吗?

其实在实际的代码中,程序经常需要进行各种条件判断、循环控制等操作,并不是简单的从上到下机械执行。因此,我们的项目中就需要有多种流程控制语句,来实现程序的分支跳转和循环等功能。

我们这里所谓的流程控制语句,就是用来控制程序中各语句执行顺序的语句,它可以把多个语句组合成能够完成一定功能的逻辑模块。

那么在Java中,又有哪些具体的流程控制语句呢?请往下看!

2. 分类

Java中的流程控制语句,根据结构化程序设计的规范,整体上可以分为3大类:

顺序结构 分支结构 循环结构

接下来壹哥先简单给大家介绍一下这几种类型都是啥子意思。

3. 顺序结构

顺序结构可以说是项目中最简单、最基本的流程控制语句了。它也没有特定的语法结构,就是按照代码默认的先后顺序依次执行,程序中大多数的代码语句都是顺序执行的。简单地说,顺序结构就是程序里的语句按照从上到下的顺序依次执行, 如下图所示:

咱们前面学过的很多个案例,都是最简单的顺序结构语句,例如:

/**
 * @author 一一哥Sun
 */
public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) {
        //输出语句
	//不换行输出
	System.out.print("Hello");
	System.out.print(" World");
		
	//换行输出
	System.out.println("你好");
	System.out.println("一一哥");
		
	//标准的错误输出,控制台会用红色文字显示
	System.err.append("标准的错误输出,哈哈哈");
    }

}

4. 分支结构

所谓的分支结构,就是根据一定的条件,有选择性地去执行某段代码。在Java中,分支结构分为if…else...和switch-case两种条件分支语句,其中的if...else...语句就是我们今天要学习的重点,后面壹哥会详细讲解。

5. 循环结构

循环结构是在满足某些条件的情况下,反复执行特定的代码。 在Java中,循环结构包括while、do…while、for、foreach等4种循环语句,壹哥会在后续的文章中进行细讲。

二. 条件分支

顺序结构没什么好讲的,就是从上到下的写代码,所以接下来,壹哥就直接带各位来学习分支结构里的条件分支。我们在前面说过,分支结构,或者叫做条件分支,其实有两种情况。一种是if...else...类型的条件分支,一种是switch...case...类型的条件分支,今天我们先来学习if和else的使用。

1. if基本语法

在Java代码中,如果我们要根据某个条件来决定是否执行一段代码,就可以考虑使用if语句。if语句的基本语法是:

if(条件表达式){
    //满足条件时要执行的语句 
} 

在上面的语法中,会根据if(条件表达式)里的计算结果(true或者false),由JVM决定是否执行{}里的代码块。如果为true,就执行,否则就不执行。

本节内容配套视频链接如下:

player.bilibili.com/player.html…

明白了基本的语法之后,接下来我们就可以继续学习啦。

2. if的单分支语句

首先我们通过一个简单的需求,来学习if的单分支语句。所谓的单分支语句,就是说只有一种判断情况,条件为真就执行,否则就不执行。比如这个需求:“如果你年满18岁,就可以攒劲的节目”。

/**
 * @author 一一哥Sun
 */
public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) {
	// if语句
		
	//案例1:如果年龄大于等于18岁,就可以看攒劲的节目了
	System.out.println("请输入你的年龄");
		
	//获取Scanner对象
	Scanner sc=new Scanner(System.in);
	//获取年龄
	int age = sc.nextInt();
        //如果语句块{}里面只有一条执行语句,{}可以省略,但建议保留。
	if(age >= 18){
            System.out.println("本节目只对成年人开放,未成年人请在父母陪同下观看,节目正在缓冲......");
	}

    	//案例2:如果身高大于180,且体重小于180,就可以当模特        
	System.out.println("请输入你的身高");
	int height = sc.nextInt();
	System.out.println("请输入你的体重");
	int weight = sc.nextInt();
        
    	//条件表达式中,可以结合之前学习过的逻辑运算符
        //采用短路与&&,提高效率
	if(height > 180 && weight < 180){
            System.out.println("恭喜你,可以当模特了");
	}
    }
}

另外如果{}语句块里面只有一条执行语句,{}可以省略,但建议保留。因为如果我们采用缩进的格式,很容易把后面的语句都看成是if语句的执行块,所以不推荐忽略花括号的写法。

单分支语句应对的情况是很简单的,在实际开发中可能会很复杂,这就需要使用多分支语句来进行处理。

3. if的多分支语句

3.1 if...else结构

if...else...结构会根据条件表达式的结果进行判断,当表达式的结果为true,则执行语句块A;否则执行else后面的语句块B。基本语法结构如下:

 if(逻辑条件){ 
     //满足逻辑条件执行的代码 
 }else{ 
     //不满足逻辑条件执行的代码 
 }

案例如下:

/**
 * @author 一一哥Sun
 */
public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) {
	// if多分支语句
	Scanner sc=new Scanner(System.in);
		
	//案例:如果用户名为admin、密码为123456,就跳转到首页,否则跳转到登录页面
	System.out.println("请输入用户名");
	String username = sc.next();
	System.out.println("请输入密码");
	String password = sc.next();

	//equals()比较方法
	if("admin".equals(username) && "123456".equals(password)){
            System.out.println("跳转首页");
	}else{
            System.out.println("跳转登录页面");
	}  
    }
}

我们要注意,在java中,"=="比较的是两个对象的内存地址是否相同,String类中的equals()方法比较的是内容是否相同。如果是基本数据类型,我们可以使用==进行比较;而对于String字符串,一般是使用equals()方法进行比较。

另外我们在使用equals()方法进行比较时,要采用类似 "admin".equals(username) 的写法而不要采用username.equals("admin") 的写法。 因为username对象的值有可能为null,这样就可能会产生NullPointerException异常。

3.2 if多分支

if多分支就是可以利用多个if ... else if ...else...进行串联。多分支可以根据多个条件表达式的结果进行判断:

如果条件表达式1的结果为true,则执行语句块1;否则去判断条件表达式2; 如果条件表达式2的结果为true,则执行语句块2,否则去判断条件表达式3; .... 如果所有的条件表达式结果都为false,则执行语句块N+1; else是可选的,根据需要可以省略。

if多分支的语法结构如下:

if(逻辑条件1){ 
    //满足逻辑条件1执行的代码 
}else if(逻辑条件2){ 
    //隐藏条件(不满足条件1) 满足逻辑条件2执行的代码 
}else if(逻辑条件3){ 
    //隐藏条件(不满足条件1、2) 满足逻辑条件3执行的代码 
}else{ 
    //不满足以上所有逻辑条件执行的代码 
}

需求案例:请你根据手上的资金选择购买的手机品牌。如果你手里的钱大于10000,就买个苹果;如果大于7000, 就买个华为;如果大于5000,就买个小米;如果大于3000,就买个诺基亚;否则,乖乖地去打公共电话。

/**
 * @author 一一哥Sun
 */
public class Demo01 {

    public static void main(String[] args) {
	// if多分支语句
	Scanner sc=new Scanner(System.in);
		
	//请你根据手上的资金选择购买的手机品牌。如果你手里的钱大于10000,就买个苹果;
	//如果大于7000, 就买个华为;如果大于5000,就买个小米;如果大于3000,就买个诺基亚;
	//否则,乖乖地去打公共电话。
	System.out.println("请输入余额");
	int money = sc.nextInt();
        
	if(money > 10000){
            System.out.println("苹果手机");
	}else if(money > 7000){ //money <= 10000
            System.out.println("华为手机");
	}else if(money > 5000){
            System.out.println("小米手机");
	}else if(money > 3000){
            System.out.println("诺基亚手机");
	}else{
            System.out.println("打公共电话");
	}
    }
}

大家要注意,我们在串联使用多个if时,要特别注意判断顺序和边界条件的判断。

4. if嵌套

if嵌套的语法结构如下:

if(逻辑条件1){ 
   if(逻辑条件2){ 
      //满足逻辑条件1且满足条件2执行的代码 
   }else{ 
      //满足逻辑条件1但不满足条件2执行的代码 
   } 
 }else{ 
     //不满足逻辑条件1执行的代码 
 }

需求案例:学校举行跑步比赛,如果成绩在15秒以内,可以进入决赛,男的进入男子组决赛,女的进入女子组决赛。