我在一个大工厂里做 CR - 为什么建议使用枚举而不是布尔值?
使用枚举替换布尔值主要基于以下几个原因
● 可读性
● 可拓展性
● 安全防控
可读性
我们会定义
boolean
类型(true
或false
)作为方法参数,虽然比较简洁,但有时候参数的含义往往不够清晰,造成阅读上的障碍,
比如:参数可能表示“是否开启某个功能”,但仅凭 true
和 false
并不能一眼看出其真实意图:
setDisable(false):到底是禁用还是启用 --!
setInvalid(false):到底是无效还是有效 --!
相信我,这种“绕弯”的“双重否定”表达方式,一定会耗费你不多的脑细胞一会儿:)
当然你可能会说:“不使用否定的名词”,换成“直接表达”,setEnable(true)
,这一眼能识别是启用,非常直观;
是的,没错,但在我 10 余年的编程生涯里,相信我 setDisable(false)
遇到过无数次;
再举个例子:
下面代码你能“一眼知道”参数 true
代表什么含义吗?
public static void main(String[] args) {
convert("12.3456", 2, true);
}
/**
* 将字符串转换成指定小数位数的值
*
* @param value
* @param scale
* @param enableHalfUp 是否需要四舍五入
* @return
*/
public static String convertToValue(String value, int scale, boolean enableHalfUp) {
if (enableHalfUp){
//将字符串"四舍五入"换成指定小数位数的值
}else{
//将字符串"截断"换到指定小数位数的值
}
}
当然,现在 IDE 都有比较好的提示,但从“可读性”角度,是不是只能进入到方法定义看注释去了解,甚至没有注释还得去翻代码去研究这个 boolean
到底是啥语义,参数再爆炸下,你能知道每个 boolean
类型参数代表什么吗?
convert("12.3456", 2, true,false,true,false,true);
这里额外扩展一句,木宛哥搞过一段时间的 iOS 开发,如果是 Objective-C 语言,方法命名采用了较为直观的格式,可以包含多个参数名称“线性叙事”,以提高可读性。这种情况,boolean 变量前往往有“名词修饰”,会容易理解,如下所示:
[NSString stringWithCString:"something" enableASCIIStringEncoding:true]
再从 OC 语言回过来,对于这个问题,让看看 JDK 是怎么设计的
public static void main(String[] args) {
BigDecimal value = new BigDecimal("12.34567");
//四舍五入到两位小数
BigDecimal roundedValue = value.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
System.out.println(roundedValue);
}
看到了没,BigDecimal
的 setScale
方法,通过定义枚举:RoundingMode
代表转换规则,看到:RoundingMode.HALF_UP
一眼就知道要四舍五入,根本不需要看代码。
这样增加了可读性的,同时定义了枚举也支持更多扩展,如下马上引入第二点好处:可扩展;
可扩展性
如果未来需要增加更多状态,使用
boolean
会受到扩展的限制
例如,如果当前有两个状态:enable
(开)和 disable
(关),而将来需要添加待机
状态,使用 boolean
就显得不够灵活。枚举则很容易扩展,能够清晰地表示更多的状态。
使用 boolean
表达功能状态:
public void configureFeature(boolean enable) {
if (enable) {
// 开启功能
} else {
// 关闭功能
}
}
使用枚举表达功能状态:
public enum FeatureMode {
ENABLED,
DISABLED,
MAINTENANCE
}
public void configureFeature(FeatureMode mode) {
switch (mode) {
case ENABLED:
// 开启功能
break;
case DISABLED:
// 关闭功能
break;
case MAINTENANCE:
// 维护状态
break;
default:
throw new IllegalArgumentException("Unknown mode: " + mode);
}
}
类型安全
错误的使用 Boolean 包装类,有可能会引发空指针异常;
先抛一个问题:包装类 Boolean
有几种“值”?Boolean
是包含两个值的枚举:Boolean.TRUE
和 Boolean.FALSE
;但别忘了,还可以是 null
;
一个真实的线上故障,Boolean
在某些情况下被错误地使用,可能会造成空指针异常;
例假设你正在修改一个老旧系统的某个方法,这个方法返回 Boolean
,有几千行代码:
public static void main(String[] args) {
if (checkIfMatched("Dummy")){
System.out.println("matched");
}
}
/**
* 老旧系统里一个异常复杂的方法,有几千行
* @param str
* @return
*/
public static Boolean checkIfMatched(String str) {
Boolean matched;
//假设此处存在:复杂处理逻辑,暂时用dummy代替
if ("Dummy".equals(str)) {
matched = true;
} else {
matched = false;
}
return matched;
}
目前没问题,但当功能不断迭代后,复杂度也陡然上升,在某个特别的分支里,没有对 Boolean
赋值,至少在编译时是不会报错的:
public static void main(String[] args) {
if (checkIfMatched("Dummy")) {
System.out.println("matched");
}
}
/**
* 老旧系统里一个异常复杂的方法,有几千行
*
* @param str
* @return
*/
public static Boolean checkIfMatched(String str) {
Boolean matched = null;
//假设此处存在:复杂处理逻辑,暂时用 dummy 代替
if ("Dummy".equals(str)) {
//模拟:代码在演进的时候,有可能存在 matched 未赋值情况
if (false) {
matched = true;
}
} else {
matched = false;
}
return matched;
}
这个时候,危险悄然而至,还记得上面的问题吗:
包装类 Boolean
有几种“值”?
现在 checkIfMatched()
方法在不同的情况下,方法会返回三个不同的值:true/false/null
这里 null
是非常危险的,如果上游使用如下方式判断条件,考虑下是否有问题?
if (checkIfMatched("Dummy")) {
System.out.println("matched");
}
首先这里不会编译错误,但此处 if
条件处会自动拆箱,对于 null
值会得到 NullPointerException
异常;
小小总结
再回过头看:“哪些场景建议使用枚举来替换布尔值”,我认为要看功能点的易变程度去综合评估:“越容易变化,越不能让复杂度发散,越要由一处收敛,试想下一个 Boolean
的方法的变动是不是要评估所有上游的业务”;
所以并不是完全推翻布尔值,木宛哥在此也只是抛出一些代码的优化手段仅供参考。
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print dir; print bytes; print xA; print xB; main Printf函数通过F#的反射机制和.NET的ToString方法来解析“%A”模式,适用于任何类型的值,也可以通过F#中的print_any和print_to_string函数来完成类似的功能。值和函数(Values and Functions) 在F#中函数也是值,F#处理它们的语法也是类似的。 let n = 10let add a b = a + blet addFour = add 4let result = addFour n printfn "result = %i" result 可以看到定义值n和函数add的语法很类似,只不过add还有两个参数。对于add来说a + b的值自动作为其返回值,也就是说在F#中我们不需要显式地为函数定义返回值。对于函数addFour来说,它定义在add的基础上,它只向add传递了一个参数,这样对于不同的参数addFour将返回不同的值。考虑数学中的函数概念,F(x, y) = x + y,G(y) = F(4, y),实际上G(y) = 4 + y,G也是一个函数,它接收一个参数,这个地方是不是很类似?这种只向函数传递部分参数的特性称为函数的柯里化(curried function)。 当然对某些函数来说,传递部分参数是无意义的,此时需要强制提供所有参数,可是将参数括起来,将它们转换为元组(tuple)。下面的例子将不能编译通过: let sub(a, b) = a - blet subFour = sub 4 必须为sub提供两个参数,如sub(4, 5),这样就很像C#中的方法调用了。 对于这两种方式来说,前者具有更高的灵活性,一般可优先考虑。 如果函数的计算过程中需要定义一些中间值,我们应当将这些行进行缩进: let halfWay a b = let dif = b - a let mid = dif / 2 mid + a 需要注意的是,缩进时要用空格而不是Tab,如果你不想每次都按几次空格键,可以在VS中设置,将Tab字符自动转换为空格;虽然缩进的字符数没有限制,但一般建议用4个空格。而且此时一定要用在文件开头添加#light指令。作用域(Scope)作用域是编程语言中的一个重要的概念,它表示在何处可以访问(使用)一个标识符或类型。所有标识符,不管是函数还是值,其作用域都从其声明处开始,结束自其所处的代码块。对于一个处于最顶层的标识符而言,一旦为其赋值,它的值就不能修改或重定义了。标识符在定义之后才能使用,这意味着在定义过程中不能使用自身的值。 let defineMessage = let message = "Help me" print_endline message // error 对于在函数内部定义的标识符,一般而言,它们的作用域会到函数的结束处。 但可使用let关键字重定义它们,有时这会很有用,对于某些函数来说,计算过程涉及多个中间值,因为值是不可修改的,所以我们就需要定义多个标识符,这就要求我们去维护这些标识符的名称,其实是没必要的,这时可以使用重定义标识符。但这并不同于可以修改标识符的值。你甚至可以修改标识符的类型,但F#仍能确保类型安全。所谓类型安全,其基本意义是F#会避免对值的错误操作,比如我们不能像对待字符串那样对待整数。这个跟C#也是类似的。 let changeType = let x = 1 let x = "change me" let x = x + 1 print_string x 在本例的函数中,第一行和第二行都没问题,第三行就有问题了,在重定义x的时候,赋给它的值是x + 1,而x是字符串,与1相加在F#中是非法的。 另外,如果在嵌套函数中重定义标识符就更有趣了。 let printMessages = let message = "fun value" printfn "%s" message; let innerFun = let message = "inner fun value" printfn "%s" message innerFun printfn "%s" message printMessages 打印结果: fun value inner fun valuefun value 最后一次不是inner fun value,因为在innerFun仅仅将值重新绑定而不是赋值,其有效范围仅仅在innerFun内部。递归(Recursion)递归是编程中的一个极为重要的概念,它表示函数通过自身进行定义,亦即在定义处调用自身。在FP中常用于表达命令式编程的循环。很多人认为使用递归表示的算法要比循环更易理解。 使用rec关键字进行递归函数的定义。看下面的计算阶乘的函数: let rec factorial x = match x with | x when x < 0 -> failwith "value must be greater than or equal to 0" | 0 -> 1 | x -> x * factorial(x - 1) 这里使用了模式匹配(F#的一个很棒的特性),其C#版本为: public static long Factorial(int n) { if (n < 0) { throw new ArgumentOutOfRangeException("value must be greater than or equal to 0"); } if (n == 0) { return 1; } return n * Factorial (n - 1); } 递归在解决阶乘、Fibonacci数列这样的问题时尤为适合。但使用的时候要当心,可能会写出不能终止的递归。匿名函数(Anonymous Function) 定义函数的时候F#提供了第二种方式:使用关键字fun。有时我们没必要给函数起名,这种函数就是所谓的匿名函数,有时称为lambda函数,这也是C#3.0的一个新特性。比如有的函数仅仅作为一个参数传给另一个函数,通常就不需要起名。在后面的“列表”一节中你会看到这样的例子。除了fun,我们还可以使用function关键字定义匿名函数,它们的区别在于后者可以使用模式匹配(本文后面将做介绍)特性。看下面的例子: let x = (fun x y -> x + y) 1 2let x1 = (function x -> function y -> x + y) 1 2let x2 = (function (x, y) -> x + y) (1, 2) 我们可优先考虑fun,因为它更为紧凑,在F#类库中你能看到很多这样的例子。 注意:本文中的代码均在F# 1.9.4.17版本下编写,在F# CTP 1.9.6.0版本下可能不能通过编译。 F#系列随笔索引页面