重构手法——对象结构优化类 | 类关系解耦 | 提取类

梁凌锐
87 阅读5分钟

简介

“提取类”（Extract Class）是一种重要的代码重构手法。当一个类承担了过多的职责，包含了大量的属性和方法时，这个类会变得复杂且难以维护。通过提取类，可以将原本一个类中不同职责的部分分离出来，创建新的类，使得每个类只负责单一的功能，从而提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。

针对的症状（代码坏味道）

  • 职责过重：一个类承担了多个不相关或关联度较低的职责，导致类的代码量过大，逻辑复杂。
  • 代码重复：由于类的职责过多，可能会出现一些重复的代码逻辑，违反了代码复用原则。
  • 难以理解和修改：类中的代码逻辑复杂，难以清晰地理解其功能，并且在修改时容易影响到其他不相关的功能。

提取类（Extract Class）的详细步骤

  1. 识别职责
    • 分析原类的属性和方法，找出其中具有相对独立功能的部分，确定可以分离出来的职责。
  2. 创建新类
    • 根据识别出的职责，创建一个新的类。新类的名称应能够清晰地描述其承担的职责。
  3. 移动属性和方法
    • 将与新职责相关的属性和方法从原类中移动到新类中。
    • 确保在移动过程中，处理好属性和方法之间的依赖关系，可能需要调整参数传递和返回值。
  4. 建立关联
    • 在原类中保留对新类的引用，以便原类可以调用新类的功能。
    • 可能需要在原类中添加一些方法来封装对新类的调用，使原类的接口保持稳定。
  5. 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。
  6. 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，说明提取类的影响。

示例

假设有一个 Person 类，它不仅包含了个人的基本信息，还包含了处理地址信息的方法，职责过重。

原始代码

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    private String street;
    private String city;
    private String state;
    private String zipCode;

    public Person(String name, int age, String street, String city, String state, String zipCode) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.street = street;
        this.city = city;
        this.state = state;
        this.zipCode = zipCode;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String getFullAddress() {
        return street + ", " + city + ", " + state + " " + zipCode;
    }
}

重构步骤

  1. 识别职责：地址信息的管理是一个相对独立的职责，可以从 Person 类中分离出来。
  2. 创建新类：创建 Address 类来管理地址信息。
  3. 移动属性和方法：将与地址相关的属性（street、city、state、zipCode）和方法（getFullAddress）移动到 Address 类中。
  4. 建立关联：在 Person 类中保留对 Address 类的引用。

重构后代码

// 新的 Address 类
class Address {
    private String street;
    private String city;
    private String state;
    private String zipCode;

    public Address(String street, String city, String state, String zipCode) {
        this.street = street;
        this.city = city;
        this.state = state;
        this.zipCode = zipCode;
    }

    public String getFullAddress() {
        return street + ", " + city + ", " + state + " " + zipCode;
    }
}

// 重构后的 Person 类
public class Person {
    private String name;
    private int age;
    private Address address;

    public Person(String name, int age, String street, String city, String state, String zipCode) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = new Address(street, city, state, zipCode);
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String getFullAddress() {
        return address.getFullAddress();
    }
}

练习

基础练习题

  1. 简单类提取

    • 给定以下 Java 代码，Student 类包含了学生的基本信息和课程信息的管理，职责过重。请将课程信息的管理提取到一个新的类中。

        import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Student {
    private String name;
    private int age;
    private List<String> courses;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.courses = new ArrayList<>();
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void addCourse(String course) {
        courses.add(course);
    }

    public List<String> getCourses() {
        return courses;
    }
}

  2. 多职责类提取

    • 下面的 Java 代码中，Employee 类包含了员工的个人信息、薪资计算和考勤管理，职责过多。请将薪资计算和考勤管理分别提取到新的类中。
          public class Employee {
    private String name;
    private int age;
    private double hourlyRate;
    private int workingHours;
    private int absentDays;

    public Employee(String name, int age, double hourlyRate, int workingHours, int absentDays) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.hourlyRate = hourlyRate;
        this.workingHours = workingHours;
        this.absentDays = absentDays;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public double calculateSalary() {
        return hourlyRate * workingHours;
    }

    public int getAbsentDays() {
        return absentDays;
    }
}

进阶练习题

  1. 复杂类提取与关联处理

    • 在这段 Java 代码中，Library 类包含了图书管理和借阅管理的职责。请将借阅管理提取到一个新的类中，并处理好两个类之间的关联。
    import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Book {
    private String title;
    private boolean isBorrowed;

    public Book(String title) {
        this.title = title;
        this.isBorrowed = false;
    }

    public String getTitle() {
        return title;
    }

    public boolean isBorrowed() {
        return isBorrowed;
    }

    public void borrow() {
        isBorrowed = true;
    }

    public void returnBook() {
        isBorrowed = false;
    }
}

public class Library {
    private List<Book> books;

    public Library() {
        this.books = new ArrayList<>();
    }

    public void addBook(Book book) {
        books.add(book);
    }

    public void borrowBook(String title) {
        for (Book book : books) {
            if (book.getTitle().equals(title) && !book.isBorrowed()) {
                book.borrow();
                System.out.println("Book borrowed: " + title);
                return;
            }
        }
        System.out.println("Book not available: " + title);
    }

    public void returnBook(String title) {
        for (Book book : books) {
            if (book.getTitle().equals(title) && book.isBorrowed()) {
                book.returnBook();
                System.out.println("Book returned: " + title);
                return;
            }
        }
        System.out.println("Invalid return: " + title);
    }
}

  2. 类提取与接口设计

    • 给定以下 Java 代码，MediaPlayer 类包含了音频和视频播放的功能。请将音频和视频播放功能分别提取到新的类中，并设计合适的接口来实现多态调用。

        public class MediaPlayer {
    public void playAudio(String audioFile) {
        System.out.println("Playing audio: " + audioFile);
    }

    public void playVideo(String videoFile) {
        System.out.println("Playing video: " + videoFile);
    }
}

综合拓展练习题

  1. 多模块类提取与代码审查模拟
    • 考虑一个简单的 Java 电商系统，有 Order 类，它包含了订单信息管理、商品管理和支付管理的职责。请将商品管理和支付管理分别提取到新的类中。
    • 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。 
      import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
class Product {
    private String name;
    private double price;
 
    public Product(String name, double price) {
        this.name = name;
        this.price = price;
    }
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public double getPrice() {
        return price;
    }
}
 
public class Order {
    private String orderId;
    private List<Product> products;
    private double totalAmount;
 
    public Order(String orderId) {
        this.orderId = orderId;
        this.products = new ArrayList<>();
        this.totalAmount = 0;
    }
 
    public String getOrderId() {
        return orderId;
    }
 
    public void addProduct(Product product) {
        products.add(product);
        totalAmount += product.getPrice();
    }
 
    public void removeProduct(Product product) {
        if (products.remove(product)) {
            totalAmount -= product.getPrice();
        }
    }
 
    public void processPayment() {
        System.out.println("Processing payment of $" + totalAmount + " for order " + orderId);
    }
}
avatar
文章
阅读
粉丝