业务复杂=if else?刚来的大神竟然用策略+工厂彻底干掉了他们!

对于业务开发来说,业务逻辑的复杂是必然的,随着业务发展,需求只会越来越复杂,为了考虑到各种各样的情况,代码中不可避免的会出现很多if-else。

一旦代码中if-else过多,就会大大的影响其可读性和可维护性。

首先可读性,不言而喻,过多的if-else代码和嵌套,会使阅读代码的人很难理解到底是什么意思。尤其是那些没有注释的代码。

其次是可维护性,因为if-else特别多,想要新加一个分支的时候,就会很难添加,极其容易影响到其他的分支。

笔者曾经看到过一个支付的核心应用,这个应用支持了很多业务的线上支付功能,但是每个业务都有很多定制的需求,所以很多核心的代码中都有一大坨if-else。

每个新业务需要定制的时候,都把自己的if放到整个方法的最前面,以保证自己的逻辑可以正常执行。这种做法,后果可想而知。

其实,if-else是有办法可以消除掉的,其中比较典型的并且使用广泛的就是借助策略模式和工厂模式,准确的说是利用这两个设计模式的思想,彻底消灭代码中的if-else。

本文,就结合这两种设计模式,介绍如何消除if-else,并且,还会介绍如何和Spring框架结合,这样读者看完本文之后就可以立即应用到自己的项目中。

本文涉及到一些代码,但是作者尽量用通俗的例子和伪代码等形式使内容不那么枯燥。

恶心的if-else

假设我们要做一个外卖平台,有这样的需求:

1、外卖平台上的某家店铺为了促销,设置了多种会员优惠,其中包含超级会员折扣8折、普通会员折扣9折和普通用户没有折扣三种。
2、希望用户在付款的时候,根据用户的会员等级,就可以知道用户符合哪种折扣策略,进而进行打折,计算出应付金额。
3、随着业务发展,新的需求要求专属会员要在店铺下单金额大于30元的时候才可以享受优惠。
4、接着,又有一个变态的需求,如果用户的超级会员已经到期了,并且到期时间在一周内,那么就对用户的单笔订单按照超级会员进行折扣,并在收银台进行强提醒,引导用户再次开通会员,而且折扣只进行一次。

那么,我们可以看到以下伪代码:

public BigDecimal calPrice(BigDecimal orderPrice, String buyerType) {

    if (用户是专属会员) {
        if (订单金额大于30元) {
            returen 7折价格;
        }
    }

    if (用户是超级会员) {
        return 8折价格;
    }

    if (用户是普通会员) {
        if(该用户超级会员刚过期并且尚未使用过临时折扣){
            临时折扣使用次数更新();
            returen 8折价格;
        }
        return 9折价格;
    }
    return 原价;
}

以上,就是对于这个需求的一段价格计算逻辑,使用伪代码都这么复杂,如果是真的写代码,那复杂度可想而知。

这样的代码中,有很多if-else,并且还有很多的if-else的嵌套,无论是可读性还是可维护性都非常低。

那么,如何改善呢?

策略模式

接下来,我们尝试引入策略模式来提升代码的可维护性和可读性。

首先,定义一个接口:

/**
 * @author mhcoding
 */
public interface UserPayService {

    /**
     * 计算应付价格
     */
    public BigDecimal quote(BigDecimal orderPrice);
}

接着定义几个策略类:

/**
 * @author mhcoding
 */
public class ParticularlyVipPayService implements UserPayService {

    @Override
    public BigDecimal quote(BigDecimal orderPrice) {
         if (消费金额大于30元) {
            return 7折价格;
        }
    }
}

public class SuperVipPayService implements UserPayService {

    @Override
    public BigDecimal quote(BigDecimal orderPrice) {
        return 8折价格;
    }
}

public class VipPayService implements UserPayService {

    @Override
    public BigDecimal quote(BigDecimal orderPrice) {
        if(该用户超级会员刚过期并且尚未使用过临时折扣){
            临时折扣使用次数更新();
            returen 8折价格;
        }
        return 9折价格;
    }
}

引入了策略之后,我们可以按照如下方式进行价格计算:

/**
 * @author mhcoding
 */
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        UserPayService strategy = new VipPayService();
        BigDecimal quote = strategy.quote(300);
        System.out.println("普通会员商品的最终价格为:" + quote.doubleValue());

        strategy = new SuperVipPayService();
        quote = strategy.quote(300);
        System.out.println("超级会员商品的最终价格为:" + quote.doubleValue());
    }
}

以上,就是一个例子,可以在代码中new出不同的会员的策略类,然后执行对应的计算价格的方法。这个例子以及策略模式的相关知识,读者可以在《 如何给女朋友解释什么是策略模式? 》一文中学习。

但是,真正在代码中使用,比如在一个web项目中使用,上面这个Demo根本没办法直接用。

首先,在web项目中,上面我们创建出来的这些策略类都是被Spring托管的,我们不会自己去new一个实例出来。

其次,在web项目中,如果真要计算价格,也是要事先知道用户的会员等级,比如从数据库中查出会员等级,然后根据等级获取不同的策略类执行计算价格方法。

那么,web项目中真正的计算价格的话,伪代码应该是这样的:

/**
 * @author mhcoding
 */
public BigDecimal calPrice(BigDecimal orderPrice,User user) {

     String vipType = user.getVipType();

     if (vipType == 专属会员) {
        //伪代码:从Spring中获取超级会员的策略对象
        UserPayService strategy = Spring.getBean(ParticularlyVipPayService.class);
        return strategy.quote(orderPrice);
     }

     if (vipType == 超级会员) {
        UserPayService strategy = Spring.getBean(SuperVipPayService.class);
        return strategy.quote(orderPrice);
     }

     if (vipType == 普通会员) {
        UserPayService strategy = Spring.getBean(VipPayService.class);
        return strategy.quote(orderPrice);
     }
     return 原价;
}

通过以上代码,我们发现,代码可维护性和可读性好像是好了一些,但是好像并没有减少if-else啊。

其实,在之前的《 如何给女朋友解释什么是策略模式? 》一文中,我们介绍了很多策略模式的优点。但是,策略模式的使用上,还是有一个比较大的缺点的:

客户端必须知道所有的策略类,并自行决定使用哪一个策略类。这就意味着客户端必须理解这些算法的区别,以便适时选择恰当的算法类。

也就是说,虽然在计算价格的时候没有if-else了,但是选择具体的策略的时候还是不可避免的还是要有一些if-else。

另外,上面的伪代码中,从Spring中获取会员的策略对象我们是伪代码实现的,那么代码到底该如何获取对应的Bean呢?

接下来我们看如何借助Spring和工厂模式,解决上面这些问题。

工厂模式

为了方便我们从Spring中获取UserPayService的各个策略类,我们创建一个工厂类:

/**
 * @author mhcoding
 */
public class UserPayServiceStrategyFactory {

    private static Map<String,UserPayService> services = new ConcurrentHashMap<String,UserPayService>();

    public  static UserPayService getByUserType(String type){
        return services.get(type);
    }

    public static void register(String userType,UserPayService userPayService){
        Assert.notNull(userType,"userType can't be null");
        services.put(userType,userPayService);
    }
}

这个UserPayServiceStrategyFactory中定义了一个Map,用来保存所有的策略类的实例,并提供一个getByUserType方法,可以根据类型直接获取对应的类的实例。还有一个register方法,这个后面再讲。

有了这个工厂类之后,计算价格的代码即可得到大大的优化:

/**
 * @author mhcoding
 */
public BigDecimal calPrice(BigDecimal orderPrice,User user) {

     String vipType = user.getVipType();
     UserPayService strategy = UserPayServiceStrategyFactory.getByUserType(vipType);
     return strategy.quote(orderPrice);
}

以上代码中,不再需要if-else了,拿到用户的vip类型之后,直接通过工厂的getByUserType方法直接调用就可以了。

通过策略+工厂,我们的代码很大程度的优化了,大大提升了可读性和可维护性。

但是,上面还遗留了一个问题,那就是UserPayServiceStrategyFactory中用来保存所有的策略类的实例的Map是如何被初始化的?各个策略的实例对象如何塞进去的呢?

Spring Bean的注册

还记得我们前面定义的UserPayServiceStrategyFactory中提供了的register方法吗?他就是用来注册策略服务的。

接下来,我们就想办法调用register方法,把Spring通过IOC创建出来的Bean注册进去就行了。

这种需求,可以借用Spring种提供的InitializingBean接口,这个接口为Bean提供了属性初始化后的处理方法,它只包括afterPropertiesSet方法,凡是继承该接口的类,在bean的属性初始化后都会执行该方法。

那么,我们将前面的各个策略类稍作改造即可:

/**
 * @author mhcoding
 */
@Service
public class ParticularlyVipPayService implements UserPayService,InitializingBean {

    @Override
    public BigDecimal quote(BigDecimal orderPrice) {
         if (消费金额大于30元) {
            return 7折价格;
        }
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        UserPayServiceStrategyFactory.register("ParticularlyVip",this);
    }
}

@Service
public class SuperVipPayService implements UserPayService ,InitializingBean{

    @Override
    public BigDecimal quote(BigDecimal orderPrice) {
        return 8折价格;
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        UserPayServiceStrategyFactory.register("SuperVip",this);
    }
}

@Service  
public class VipPayService implements UserPayService,InitializingBean {

    @Override
    public BigDecimal quote(BigDecimal orderPrice) {
        if(该用户超级会员刚过期并且尚未使用过临时折扣){
            临时折扣使用次数更新();
            returen 8折价格;
        }
        return 9折价格;
    }

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        UserPayServiceStrategyFactory.register("Vip",this);
    }
}

只需要每一个策略服务的实现类都实现InitializingBean接口,并实现其afterPropertiesSet方法,在这个方法中调用UserPayServiceStrategyFactory.register即可。

这样,在Spring初始化的时候,当创建VipPayService、SuperVipPayService和ParticularlyVipPayService的时候,会在Bean的属性初始化之后,把这个Bean注册到UserPayServiceStrategyFactory中。

以上代码,其实还是有一些重复代码的,这里面还可以引入模板方法模式进一步精简,这里就不展开了。

还有就是,UserPayServiceStrategyFactory.register调用的时候,第一个参数需要传一个字符串,这里的话其实也可以优化掉。比如使用枚举,或者在每个策略类中自定义一个getUserType方法,各自实现即可。

总结

本文,我们通过策略模式、工厂模式以及Spring的InitializingBean,提升了代码的可读性以及可维护性,彻底消灭了一坨if-else。

文中的这种做法,大家可以立刻尝试起来,这种实践,是我们日常开发中经常用到的,而且还有很多衍生的用法,也都非常好用。有机会后面再介绍。

其实,如果读者们对策略模式和工厂模式了解的话,文中使用的并不是严格意义上面的策略模式和工厂模式。

首先,策略模式中重要的Context角色在这里面是没有的,没有Context,也就没有用到组合的方式,而是使用工厂代替了。

另外,这里面的UserPayServiceStrategyFactory其实只是维护了一个Map,并提供了register和get方法而已,而工厂模式其实是帮忙创建对象的,这里并没有用到。

所以,读者不必纠结于到底是不是真的用了策略模式和工厂模式。而且,这里面也再扩展一句,所谓的GOF 23种设计模式,无论从哪本书或者哪个博客看,都是简单的代码示例,但是我们日常开发很多都是基于Spring等框架的,根本没办法直接用的。

所以,对于设计模式的学习,重要的是学习其思想,而不是代码实现!!!

如果读者们感兴趣,后续可以出更多的设计模式和Spring等框架结合使用的最佳实践。希望通过这样的文章,读者可以真正的在代码中使用上设计模式。

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