从实际项目说代码重构

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大多数开发项目前期面临的是交付压力，中期的是运营压力，后期就是维护压力，维护成本的很大部分取决于代码的质量，好的代码除了可以节约理解成本，还会节约维护成本，毕竟最近很多大厂降本增笑的事件频频发生。本文将围绕以下三个主要痛点结合实际项目中的问题展开讨论：

编码之前缺乏有效的设计
成本上的考虑，原功能堆砌式编程
缺乏有效的代码质量监督机制

我们将探讨这些痛点如何影响软件开发的质量和效率，并结合重构：改善既有代码的设计这本书，以及项目中遇到的问题展开分析。

一、编码之前缺乏有效的设计

1.1 设计的重要性

我们写代码的时候，是先考虑设计方案，还是直接哐哐的输出代码，然后又不断的修改呢，在软件开发中，设计是一个至关重要的环节。良好的设计能够为后续的编码提供清晰的方向，减少开发过程中的不确定性。然而，许多人在项目初期往往忽视设计，直接进入编码阶段。这种做法不仅会导致代码结构混乱，也可能与预期效果不符合，还会增加后期维护的难度。

1.2 常见的设计缺陷

1.2.1 缺乏架构设计

比如你写的这部分功能是创建用户，直接在service层访问数据库，没有mvc结构

示例代码：

java 复制代码

public class UserService {
    public void createUser(String username, String password) {
        // 直接操作数据库
        Database db = new Database();
        db.insert("INSERT INTO users (username, password) VALUES (?, ?)", username, password);
    }
}

在这个示例中，UserService 类直接操作数据库，缺乏清晰的架构设计。这样的设计使得代码难以测试和维护。

解决方案：

引入数据访问层（DAO）来分离业务逻辑和数据访问逻辑。

java 复制代码

public class UserDao {
    public void insertUser(String username, String password) {
        Database db = new Database();
        db.insert("INSERT INTO users (username, password) VALUES (?, ?)", username, password);
    }
}

public class UserService {
    private UserDao userDao = new UserDao();

    public void createUser(String username, String password) {
        userDao.insertUser(username, password);
    }
}

1.3 解决方案：重构设计

一次性把事情干好，是说我们在开发新需求时能考虑到设计的重要性，减少日后重构和理解的成本，重构是改善现有代码设计的一种有效手段。通过重构，我们可以：

提炼类和方法：将复杂的类和方法拆分为更小、更易于理解的部分，降低耦合度。
引入设计模式：使用设计模式来解决常见的设计问题，提高代码的可复用性和可维护性。
编写设计文档：在重构过程中，及时更新设计文档，确保团队成员对系统的理解保持一致。

二、成本上的考虑，原功能堆砌式编程

2.1 功能堆砌的现象

在许多项目中，我们为了快速交付功能，直接在老项目屎山上堆砌屎山，往往采取"功能堆砌"的方式进行编码。这种方式虽然能够在短时间内实现功能，但却带来了许多问题：

代码冗余：相似的功能在不同模块中重复实现，导致代码冗余，增加了维护成本。
性能问题：由于缺乏优化，堆砌的功能可能导致系统性能下降，影响用户体验。
难以扩展：随着功能的增加，系统的复杂性也随之上升，导致后续的扩展变得困难。

2.2 成本考虑的误区

大家在面对项目成本时，往往只关注短期的开发成本，埋头开发，而忽视了长期的维护成本。功能堆砌式编程虽然在短期内节省了开发时间，但在后期的维护和扩展中却可能导致更高的成本。

2.3 解决方案：重构与优化

通过重构，我们可以有效地解决功能堆砌带来的问题：

2.3.1 重用代码

示例代码：

java 复制代码

public class OrderService {
    public void createOrder(String productId, int quantity) {
        // 直接在这里处理订单逻辑
        // 代码重复
        Database db = new Database();
        db.insert("INSERT INTO orders (product_id, quantity) VALUES (?, ?)", productId, quantity);
    }

    public void createSpecialOrder(String productId, int quantity, String specialRequest) {
        // 代码重复
        Database db = new Database();
        db.insert("INSERT INTO orders (product_id, quantity, special_request) VALUES (?, ?, ?)", productId, quantity, specialRequest);
    }
}

在这个示例中，createOrder 和 createSpecialOrder 方法中存在重复的数据库插入逻辑。

解决方案：

提取公共逻辑，减少代码冗余。

java 复制代码

public class OrderService {
    public void createOrder(String productId, int quantity) {
        createOrder(productId, quantity, null);
    }

    public void createSpecialOrder(String productId, int quantity, String specialRequest) {
        createOrder(productId, quantity, specialRequest);
    }

    private void createOrder(String productId, int quantity, String specialRequest) {
        Database db = new Database();
        if (specialRequest != null) {
            db.insert("INSERT INTO orders (product_id, quantity, special_request) VALUES (?, ?, ?)", productId, quantity, specialRequest);
        } else {
            db.insert("INSERT INTO orders (product_id, quantity) VALUES (?, ?)", productId, quantity);
        }
    }
}

2.4 性能优化

在重构过程中，关注代码的性能，进行必要的优化，提升系统的响应速度。

示例代码：

java 复制代码

public class ProductService {
    public List<Product> getProducts() {
        // 直接从数据库中获取所有产品
        Database db = new Database();
        return db.query("SELECT * FROM products");
    }
}

在这个示例中，getProducts 方法直接从数据库中获取所有产品，可能导致性能问题。

解决方案：

引入分页查询，减少一次性加载的数据量。

java 复制代码

public class ProductService {
    public List<Product> getProducts(int page, int size) {
        Database db = new Database();
        return db.query("SELECT * FROM products LIMIT ?, ?", (page - 1) * size, size);
    }
}

三、缺乏有效的代码质量监督机制

3.1 代码质量的重要性

代码质量直接影响到软件的稳定性和可维护性。然而，在许多团队中，缺乏有效的代码质量监督机制，导致代码质量参差不齐。

3.2 常见的质量问题

3.2.1 代码风格不统一

示例代码：

java 复制代码

public class User {
    private String name;
    private int age;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

在这个示例中，代码风格不统一，可能导致可读性下降。

解决方案：

制定统一的编码规范，并使用代码格式化工具进行自动化格式化。

3.2.2 缺乏单元测试

示例代码：

java 复制代码

public class Calculator {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

在这个示例中，Calculator 类缺乏单元测试，导致功能变更后可能引入新的bug。

解决方案：

为每个功能编写单元测试，确保代码的正确性。

java 复制代码

import org.junit.Test;
import static org.junit.Assert.assertEquals;

public class CalculatorTest {
    @Test
    public void testAdd() {
        Calculator calculator = new Calculator();
        assertEquals(5, calculator.add(2, 3));
    }
}

3.3 解决方案：建立质量监督机制

为了提高代码质量，团队可以采取以下措施：

3.3.1 代码审查

定期进行代码审查，确保代码符合团队的编码规范，及时发现和解决问题。

3.3.2 自动化测试

引入自动化测试工具，确保代码的功能和性能在变更后得到验证。

3.3.3 技术债务管理

定期评估技术债务，制定重构计划，逐步消除技术债务，提高代码质量。

四、重构的实践与案例

4.1 重构的原则

在进行重构时，遵循以下原则可以帮助我们更有效地改善代码设计：

小步重构：每次只进行小范围的重构，确保系统在重构过程中始终保持可用状态。
测试驱动：在重构之前，确保有足够的测试覆盖，重构后进行回归测试，确保功能不受影响。
持续集成：将重构与持续集成结合，确保每次重构都能及时反馈，减少潜在问题。

4.2 实际案例

以某电商平台的订单管理模块为例，最初的设计存在多个问题：

功能堆砌：订单处理、支付、发货等功能混杂在一起，导致代码复杂。
缺乏测试：由于缺乏单元测试，功能变更后经常出现bug。

通过重构，团队采取了以下措施：

模块化设计：将订单管理模块拆分为订单处理、支付、发货等独立模块，降低耦合度。
引入设计模式：使用策略模式处理不同支付方式，提高代码的可扩展性。
增加测试覆盖：为每个模块编写单元测试，确保功能的正确性。

经过重构后，订单管理模块的代码质量显著提高，维护成本降低，系统的稳定性和可扩展性得到了提升。

五、总结

在软件开发中，编码之前缺乏有效的设计、功能堆砌式编程和缺乏有效的代码质量监督机制是常见的痛点。通过重构，我们可以有效地改善这些问题，提高代码的可维护性和可扩展性。

重构不仅仅是对代码的简单修改，更是对设计思维的提升。通过重构，我们能够在不断变化的需求中，保持代码的灵活性和适应性。希望每个开发者都能重视重构的价值，在实践中不断提升自己的编码能力和设计水平。