重构手法——对象结构优化类 | 类关系解耦 | 提取超类简介 “提取超类”（Extract Superclass）是一种

简介

“提取超类”（Extract Superclass）是一种重要的重构手法，用于处理多个类存在相似结构和行为的情况。当多个类有共同的属性、方法或行为时，将这些共性提取到一个新的超类中，可以减少代码重复，提高代码的可维护性和可扩展性。通过继承超类，子类可以复用超类的代码，并且可以根据自身需求进行扩展。

针对的症状（代码坏味道）

代码重复：多个类中存在大量相同或相似的属性和方法，违反了代码复用原则。
难以修改：当需要修改这些重复的代码时，需要在多个类中进行修改，容易出现遗漏，导致代码不一致。
缺乏扩展性：如果需要添加新的共性功能，需要在每个类中重复添加，增加了开发和维护的成本。

提取超类（Extract Superclass）的详细步骤

识别共性
- 分析多个类的属性和方法，找出它们之间的共同部分，包括字段、方法签名和方法实现。
创建超类
- 根据识别出的共性，创建一个新的超类。超类的名称应能够清晰地描述其代表的抽象概念。
移动共性成员
- 将共同的属性和方法从子类移动到超类中。如果方法的实现完全相同，可以直接移动；如果实现部分不同，可以在超类中定义抽象方法，由子类进行具体实现。
让子类继承超类
- 修改子类的定义，让它们继承自新创建的超类。
调整子类代码
- 移除子类中因移动到超类而变得多余的代码。如果子类需要对超类的方法进行扩展或修改，可以通过重写方法来实现。
测试
- 编译代码：确保代码编译通过，没有任何语法错误。
- 运行测试：运行所有相关的单元测试，确保重构操作没有引入新的错误。
- 手动测试：如果有必要，进行手动测试以验证功能的正确性。
代码审查
- 同行评审：让同事或其他团队成员审查你的更改，确保代码质量和可维护性没有下降。
- 文档更新：如果项目有维护文档的习惯，记得更新相关文档，说明提取超类的影响。

示例

假设有 Dog 和 Cat 两个类，它们都有 name 属性和 makeSound 方法，存在代码重复。

原始代码

class Dog {
    private String name;

    public Dog(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void makeSound() {
        System.out.println(name + " says Woof!");
    }
}

class Cat {
    private String name;

    public Cat(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void makeSound() {
        System.out.println(name + " says Meow!");
    }
}

重构步骤

识别共性：Dog 和 Cat 类都有 name 属性和 getName 方法，makeSound 方法虽然实现不同，但方法签名相同。
创建超类：创建 Animal 超类。
移动共性成员：将 name 属性和 getName 方法移动到 Animal 超类中，makeSound 方法定义为抽象方法。
让子类继承超类：让 Dog 和 Cat 类继承自 Animal 超类。
调整子类代码：移除子类中重复的 name 属性和 getName 方法。

重构后代码

// 超类 Animal
abstract class Animal {
    private String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public abstract void makeSound();
}

// 子类 Dog
class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println(getName() + " says Woof!");
    }
}

// 子类 Cat
class Cat extends Animal {
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println(getName() + " says Meow!");
    }
}

练习

基础练习题

简单类的超类提取

给定以下 Java 代码，Rectangle 和 Square 类都有 width 和 height 属性（Square 的 width 和 height 相等），以及计算面积的方法。请提取一个超类来减少代码重复。

class Rectangle {
    protected int width;
    protected int height;

    public Rectangle(int width, int height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public int getArea() {
        return width * height;
    }
}

class Square {
    protected int side;

    public Square(int side) {
        this.side = side;
    }

    public int getArea() {
        return side * side;
    }
}

多方法类的超类提取

下面的 Java 代码中，Car 和 Truck 类都有 startEngine、stopEngine 和 move 方法。请提取一个超类来重构代码。

  class Car {
    public void startEngine() {
        System.out.println("Car engine started.");
    }

    public void stopEngine() {
        System.out.println("Car engine stopped.");
    }

    public void move() {
        System.out.println("Car is moving.");
    }
}

class Truck {
    public void startEngine() {
        System.out.println("Truck engine started.");
    }

    public void stopEngine() {
        System.out.println("Truck engine stopped.");
    }

    public void move() {
        System.out.println("Truck is moving.");
    }
}

进阶练习题

超类提取与抽象方法应用

在这段 Java 代码中，Circle 和 Triangle 类都有计算面积的方法，但计算方式不同。请提取一个超类，将计算面积的方法定义为抽象方法。

  class Circle {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    public double getArea() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

class Triangle {
    private double base;
    private double height;

    public Triangle(double base, double height) {
        this.base = base;
        this.height = height;
    }

    public double getArea() {
        return 0.5 * base * height;
    }
}

超类提取与子类扩展

给定以下 Java 代码，Student 和 Teacher 类都有 name 和 id 属性，以及 getInfo 方法，但 Teacher 类还有 subject 属性。请提取一个超类，并让 Teacher 类扩展超类。

  class Student {
    private String name;
    private int id;

    public Student(String name, int id) {
        this.name = name;
        this.id = id;
    }

    public String getInfo() {
        return "Student: " + name + ", ID: " + id;
    }
}

class Teacher {
    private String name;
    private int id;
    private String subject;

    public Teacher(String name, int id, String subject) {
        this.name = name;
        this.id = id;
        this.subject = subject;
    }

    public String getInfo() {
        return "Teacher: " + name + ", ID: " + id + ", Subject: " + subject;
    }
}

综合拓展练习题

多类超类提取与代码审查模拟

考虑一个简单的 Java 图形绘制系统，有 Line、Rectangle 和 Circle 类，它们都有 draw 方法，并且都有 color 属性。请提取一个超类来重构这些类。

假设你完成了重构，请模拟一份简单的代码审查报告，指出重构后的优点和可能存在的潜在问题。

class Line {
    private String color;

    public Line(String color) {
        this.color = color;
    }

    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a line with color: " + color);
    }
}

class Rectangle {
    private String color;

    public Rectangle(String color) {
        this.color = color;
    }

    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a rectangle with color: " + color);
    }
}

class Circle {
    private String color;

    public Circle(String color) {
        this.color = color;
    }

    public void draw() {
        System.out.println("Drawing a circle with color: " + color);
    }
}