在亚马逊的新员工(程序员)都被推荐要读一读这本书

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如果您想真正学习,最好的方法是阅读Robert C Martin的Clean Code。基本上,它普遍推荐给亚马逊的新员工。
中文版由人民邮电出版社异步社区出版,中文名:《代码整洁之道》,作者:Robert,C,Martin。

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学写整洁代码很难。它可不止于要求你掌握原则和模式。你得在这上面花工夫。你须自行实践,且体验自己的失败。你须观察他人的实践与失败。你须看看别人是怎样蹒跚学步,再转头研究他们的路数。你须看看别人是如何绞尽脑汁做出决策,又是如何为错误决策付出代价。

阅读本书要多用心思。这可不是那种降落前就能读完的“感觉不错”的飞机书。本书要让你用功,而且是非常用功。如何用功?阅读代码——大量代码。而且你要去琢磨某段代码好在什么地方、坏在什么地方。在我们分解,而后组合模块时,你得亦步亦趋地跟上。这得花些工夫,不过值得一试。

本书大致可分为3个部分。前几章介绍编写整洁代码的原则、模式和实践。这部分有相当多的示例代码,读起来颇具挑战性。读完这几章,就为阅读第2部分做好了准备。如果你就此止步,只能祝你好运啦!

第2部分最需要花工夫。这部分包括几个复杂性不断增加的案例研究。每个案例都清理一些代码——把有问题的代码转化为问题少一些的代码。这部分极为详细。你的思维要在讲解和代码段之间跳来跳去。你得分析和理解那些代码,琢磨每次修改的来龙去脉。

你付出的劳动将在第3部分得到回报。这部分只有一章,列出从上述案例研究中得到的启示和灵感。在遍览和清理案例中的代码时,我们把每个操作理由记录为一种启示或灵感。我们尝试去理解自己对阅读和修改代码的反应,尽力了解为什么会有这样的感受、为什么会如此行事。结果得到了一套描述在编写、阅读、清理代码时思维方式的知识库。

如果你在阅读第2部分的案例研究时没有好好用功,那么这套知识库对你来说可能所值无几。在这些案例研究中,每次修改都仔细注明了相关启示的标号。这些标号用方括号标出,如:[H22]。由此你可以看到这些启示在何种环境下被应用和编写。启示本身不值钱,启示与案例研究中清理代码的具体决策之间的关系才有价值。

如果你跳过案例研究部分,只阅读了第1部分和第3部分,那就不过是又看了一本关于写出好软件的“感觉不错”的书。但如果你肯花时间琢磨那些案例,亦步亦趋——站在作者的角度,迫使自己以作者的思维路径考虑问题,就能更深刻地理解这些原则、模式、实践和启示。这样的话,就像一个熟练地掌握了骑车的技术后,自行车就如同其身体的延伸部分那样;对你来说,本书所介绍的整洁代码的原则、模式、实践和启示就成为了本身具有的技艺,而不再是“感觉不错”的知识。


干货分享:第12章 迭进

12.1 通过迭进设计达到整洁目的

假使有4条简单的规矩,跟着做就能帮助你创建优良的设计,会如何?假使遵循这些规矩你就能洞见代码的结构和设计,更轻易地应用SRP和DIP之类原则,又会如何?假使这4条规则有利于良好的设计“浮现”出来,又会如何?

我们中的许多人认为,Kent Beck关于简单设计[1]的四条规则,对于创建具有良好设计的软件有着莫大的帮助。

  • 据Kent所述,只要遵循以下规则,设计就能变得“简单”:
  • 运行所有测试;
  • 不可重复;
  • 表达了程序员的意图;
  • 尽可能减少类和方法的数量;
  • 以上规则按其重要程度排列。

12.2 简单设计规则1:运行所有测试

设计必须制造出如预期一般工作的系统,这是首要因素。系统也许有一套绝佳设计,但如果缺乏验证系统是否真按预期那样工作的简单方法,那就无异于纸上谈兵。

全面测试并持续通过所有测试的系统,就是可测试的系统。看似浅显,但却重要。不可测试的系统同样不可验证。不可验证的系统,绝不应部署。

幸运的是,只要系统可测试,就会导向保持类短小且目的单一的设计方案。遵循SRP的类,测试起来较为简单。测试编写得越多,就越能持续走向编写较易测试的代码。所以,确保系统完全可测试能帮助我们创建更好的设计。

紧耦合的代码难以编写测试。同样,编写测试越多,就越会遵循DIP之类规则,使用依赖注入、接口和抽象等工具尽可能减少耦合。如此一来,设计就有长足进步。

遵循有关编写测试并持续运行测试的简单、明确的规则,系统就会更贴近OO低耦合度、高内聚度的目标。编写测试引致更好的设计。

12.3 简单设计规则2~4:重构

有了测试,就能保持代码和类的整洁,方法就是递增式地重构代码。添加了几行代码后,就要暂停,琢磨一下变化了的设计。设计退步了吗?如果是,就要清理它,并且运行测试,保证没有破坏任何东西。测试消除了对清理代码就会破坏代码的恐惧

在重构过程中,可以应用有关优秀软件设计的一切知识。提升内聚性,降低耦合度,切分关注面,模块化系统性关注面,缩小函数和类的尺寸,选用更好的名称,如此等等。这也是应用简单设计后三条规则的地方:消除重复,保证表达力,尽可能减少类和方法的数量。

12.4 不可重复

重复是拥有良好设计系统的大敌。它代表着额外的工作、额外的风险和额外且不必要的复杂度。重复有多种表现。极其雷同的代码行当然是重复。类似的代码往往可以调整得更相似,这样就能更容易地进行重构。重复也有实现上的重复等其他一些形态。例如,在某个群集类中可能会有两个方法:

int size() {}
boolean isEmpty() {}

这两个方法可以分别实现。isEmpty方法跟踪一个布尔值,而size方法则跟踪一个计数器。或者,也可以通过在isEmpty中使用size方法来消除重复:

boolean isEmpty() {
 return 0 == size();
}

要想创建整洁的系统,需要有消除重复的意愿,即便对于短短几行也是如此。例如以下代码:

public void scaleToOneDimension(
  float desiredDimension, float imageDimension) {
 if (Math.abs(desiredDimension - imageDimension) < errorThreshold)
  return;
 float scalingFactor = desiredDimension / imageDimension;
 scalingFactor = (float)(Math.floor(scalingFactor * 100) * 0.01f);

 RenderedOp newImage = ImageUtilities.getScaledImage(
   image, scalingFactor, scalingFactor);
 image.dispose();
 System.gc();
 image = newImage;
}
public synchronized void rotate(int degrees) {
 RenderedOp newImage = ImageUtilities.getRotatedImage(
   image, degrees);
 image.dispose();
 System.gc();
 image = newImage;
}

要保持系统整洁,应该消除scaleToOneDimension和rotate方法里面的少量重复:

public void scaleToOneDimension(
  float desiredDimension, float imageDimension) {
 if (Math.abs(desiredDimension - imageDimension) < errorThreshold)
  return;
 float scalingFactor = desiredDimension / imageDimension;
 scalingFactor = (float)(Math.floor(scalingFactor * 100) * 0.01f);
 replaceImage(ImageUtilities.getScaledImage(
   image, scalingFactor, scalingFactor)); 
}

public synchronized void rotate(int degrees) {
 replaceImage(ImageUtilities.getRotatedImage(image, degrees)); 
}

private void replaceImage(RenderedOp newImage) {
 image.dispose();
 System.gc();
 image = newImage;
}

做了一点点共性抽取后,我们意识到已经违反了SRP原则。所以,可以把一个新方法分解到另外的类中,从而提升其可见性。团队中的其他成员也许会发现进一步抽象新方法的机会,并且在其他场景中复用之。“小规模复用”可大量降低系统复杂性。要想实现大规模复用,必须理解如何实现小规模复用。

模板方法模式[2]是一种移除高层级重复的通用技巧。例如:

public class VacationPolicy {
 public void accrueUSDivisionVacation() {
  // code to calculate vacation based on hours worked to date
  // ...
  // code to ensure vacation meets US minimums
  // ...
  // code to apply vaction to payroll record
  // ...
 }
 public void accrueEUDivisionVacation() {
  // code to calculate vacation based on hours worked to date
  // ...
  // code to ensure vacation meets EU minimums
  // ...
  // code to apply vaction to payroll record
  // ...
 }
}

除了计算法定最少数量假期的部分,accrueUSDivisionVacation和accrueEuropeanDivision Vacation中有大量代码雷同。那部分的算法,依据员工类型而变。

可以通过应用模板方法模式来消除明显的重复。

abstract public class VacationPolicy {
 public void accrueVacation() {
  calculateBaseVacationHours(); 
  alterForLegalMinimums(); 
  applyToPayroll(); 
 }

 private void calculateBaseVacationHours() { /* ... */ };
 abstract protected void alterForLegalMinimums();
 private void applyToPayroll() { /* ... */ };
}

public class USVacationPolicy extends VacationPolicy {
 @Override protected void alterForLegalMinimums() {
  // US specific logic
 }
}

public class EUVacationPolicy extends VacationPolicy {
 @Override protected void alterForLegalMinimums() {
  // EU specific logic
 }
}

子类填充了accrueVacation算法中的“空洞”,提供不重复的信息。

12.5 表达力

我们中的大多数人都经历过费解代码的纠缠。我们中的许多人自己就编写过费解的代码。写出自己能理解的代码很容易,因为在写这些代码时,我们正深入于要解决的问题中。代码的其他维护者不会那么深入,也就不易理解代码。

软件项目的主要成本在于长期维护。为了在修改时尽量降低出现缺陷的可能性,很有必要理解系统是做什么的。当系统变得越来越复杂,开发者就需要越来越多的时间来理解它,而且也极有可能误解。所以,代码应当清晰地表达其作者的意图。作者把代码写得越清晰,其他人花在理解代码上的时间也就越少,从而减少缺陷,缩减维护成本。

可以通过选用好名称来表达。我们想要听到好类名和好函数名,而且在查看其权责时不会大吃一惊。

也可以通过保持函数和类尺寸短小来表达。短小的类和函数通常易于命名,易于编写,易于理解。

还可以通过采用标准命名法来表达。例如,设计模式很大程度上就关乎沟通和表达。通过在实现这些模式的类的名称中采用标准模式名,例如COMMAND或VISITOR,就能充分地向其他开发者描述你的设计。

编写良好的单元测试也具有表达性。测试的主要目的之一就是通过实例起到文档的作用。读到测试的人应该能很快理解某个类是做什么的。

不过,做到有表达力的最重要方式却是尝试。有太多时候,我们写出能工作的代码,就转移到下一个问题上,没有下足功夫调整代码,让后来者易于阅读。记住,下一位读代码的人最有可能是你自己。

所以,多少尊重一下你的手艺吧。花一点点时间在每个函数和类上。选用较好的名称,将大函数切分为小函数,时时照拂自己创建的东西。用心是最珍贵的资源。

12.6 尽可能少的类和方法

即便是消除重复、代码表达力和SRP等最基础的概念也会被过度使用。为了保持类和函数短小,我们可能会造出太多的细小类和方法。所以这条规则也主张函数和类的数量要少。

类和方法的数量太多,有时是由毫无意义的教条主义导致的。例如,某个编码标准就坚称应当为每个类创建接口。也有开发者认为,字段和行为必须切分到数据类和行为类中。应该抵制这类教条,采用更实用的手段。

我们的目标是在保持函数和类短小的同时,保持整个系统短小精悍。不过要记住,这在关于简单设计的四条规则里面是优先级最低的一条。所以,尽管使类和函数的数量尽量少是很重要的,但更重要的却是测试、消除重复和表达力。

12.7 小结

有没有能替代经验的一套简单实践手段呢?当然不会有。另一方面,本章中写到的实践来自于本书作者数十年经验的精练总结。遵循简单设计的实践手段,开发者不必经年学习就能掌握好的原则和模式。

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