滿(mǎn)屏的if-else，怎么消滅它們？

之前我曾經(jīng)在知乎寫(xiě)過(guò)一篇回答，詳細(xì)介紹了if-else的效率問(wèn)題。

過(guò)多的if-else不僅導(dǎo)致程序運(yùn)行效率低下，而且導(dǎo)致代碼圈復(fù)雜度過(guò)高。如果大家有使用過(guò)靜態(tài)代碼分析工具，就會(huì)知道圈復(fù)雜度是衡量代碼質(zhì)量的一項(xiàng)重要的指標(biāo)，圈復(fù)雜度越高，代碼出現(xiàn)bug的可能性也越大。

我們可能剛開(kāi)始寫(xiě)的代碼很簡(jiǎn)潔，只有一個(gè)if-else分支，但由于需求的疊加和各種錯(cuò)誤處理，我們有時(shí)候不得已要多加幾個(gè)if-else，久而久之就發(fā)現(xiàn)，滿(mǎn)屏的if-else，令你極其討厭自己寫(xiě)的代碼。

至于如何消滅if-else，可謂八仙過(guò)海各顯神通，這里介紹幾種常見(jiàn)的方法：

巧用表結(jié)構(gòu)：一般如果某些條件可存儲(chǔ)，可以考慮把條件存起來(lái)用于去掉if-else，例如：

long long func() { const unsigned ARRAY_SIZE = 50000; int data[ARRAY_SIZE]; const unsigned DATA_STRIDE = 256;  for (unsigned c = 0; c < ARRAY_SIZE; ++c) data[c] = std::rand() % DATA_STRIDE; long long sum = 0;  for (unsigned c = 0; c < ARRAY_SIZE; ++c) { if (data[c] >= 128) sum += data[c]; } return sum;} 

可以通過(guò)表結(jié)構(gòu)去掉代碼中的if分支

long long func() { const unsigned ARRAY_SIZE = 50000; int data[ARRAY_SIZE]; const unsigned DATA_STRIDE = 256; int lookup[DATA_STRIDE]; for (unsigned c = 0; c < DATA_STRIDE; ++c) { lookup[c] = (c >= 128) ? c : 0; }  for (unsigned c = 0; c < ARRAY_SIZE; ++c) data[c] = std::rand() % DATA_STRIDE; long long sum = 0;  for (unsigned c = 0; c < ARRAY_SIZE; ++c) { sum += lookup[data[c]]; } return sum;} 

使用switch-case替換if-else：一般情況下switch-case比if-else效率高一些，而且邏輯也更清晰，例如：

void func() { if (a == 1) { ... } else if (a == 2) { ... } else if (a == 3) { ... } else if (a == 4) { ... } else { ... }} 

try-catch替換：if-else很多情況下都用于錯(cuò)誤處理，如果我們使用try-catch處理錯(cuò)誤，是不是就可以消滅if-else了呢，拿數(shù)值運(yùn)算代碼舉例：

class Number {public: friend Number operator+ (const Number& x, const Number& y); friend Number operator- (const Number& x, const Number& y); friend Number operator* (const Number& x, const Number& y); friend Number operator/ (const Number& x, const Number& y); // ...}; 

最簡(jiǎn)單的可以這樣調(diào)用：

void f(Number x, Number y) { // ... Number sum = x + y; Number diff = x - y; Number prod = x * y; Number quot = x / y; // ...} 

但是如果需要處理錯(cuò)誤，例如除0或者數(shù)值溢出等，函數(shù)得到的就是錯(cuò)誤的結(jié)果，調(diào)用者需要做處理。

先看使用錯(cuò)誤碼的方式：

class Number {public: enum ReturnCode { Success, Overflow, Underflow, DivideByZero }; Number add(const Number& y, ReturnCode& rc) const; Number sub(const Number& y, ReturnCode& rc) const; Number mul(const Number& y, ReturnCode& rc) const; Number div(const Number& y, ReturnCode& rc) const; // ...}; int f(Number x, Number y){ // ... Number::ReturnCode rc; Number sum = x.add(y, rc); if (rc == Number::Overflow) { // ...code that handles overflow... return -1; } else if (rc == Number::Underflow) { // ...code that handles underflow... return -1; } else if (rc == Number::DivideByZero) { // ...code that handles divide-by-zero... return -1; } Number diff = x.sub(y, rc); if (rc == Number::Overflow) { // ...code that handles overflow... return -1; } else if (rc == Number::Underflow) { // ...code that handles underflow... return -1; } else if (rc == Number::DivideByZero) { // ...code that handles divide-by-zero... return -1; } Number prod = x.mul(y, rc); if (rc == Number::Overflow) { // ...code that handles overflow... return -1; } else if (rc == Number::Underflow) { // ...code that handles underflow... return -1; } else if (rc == Number::DivideByZero) { // ...code that handles divide-by-zero... return -1; } Number quot = x.div(y, rc); if (rc == Number::Overflow) { // ...code that handles overflow... return -1; } else if (rc == Number::Underflow) { // ...code that handles underflow... return -1; } else if (rc == Number::DivideByZero) { // ...code that handles divide-by-zero... return -1; } // ...} 

再看使用異常處理的方式：

void f(Number x, Number y){ try { // ... Number sum = x + y; Number diff = x - y; Number prod = x * y; Number quot = x / y; // ... } catch (Number::Overflow& exception) { // ...code that handles overflow... } catch (Number::Underflow& exception) { // ...code that handles underflow... } catch (Number::DivideByZero& exception) { // ...code that handles divide-by-zero... } 

如果有更多的運(yùn)算，或者有更多的錯(cuò)誤碼，異常處理的優(yōu)勢(shì)會(huì)更明顯。

提前return：對(duì)于某些錯(cuò)誤處理可以考慮提前return，直接看代碼：

void func(A *a) { if (a) { ... } else { log_error(...); return; }} 

適當(dāng)情況下通過(guò)反轉(zhuǎn)if條件就可以刪除掉else分支。

合并分支表達(dá)式：有些情況下可以通過(guò)合并表達(dá)式來(lái)消除if-else，例如：

void func() { if (a < 20) return; if (b > 30) return; if (c < 18) return;} 

可以改為

void func() { if (a < 20 || b > 30 || c < 18) return;} 

策略模式：熟悉設(shè)計(jì)模式的同學(xué)可能都知道，一般代碼中if-else過(guò)多，那就可以考慮使用策略模式啦，例如：

enum class CalOperation { add, sub}; int NoStragegy(CalOperation ope) { if (ope == CalOperation::add) { std::cout << "this is add operation" << std::endl; } else if (ope == CalOperation::sub) { std::cout << "this is sub operation" << std::endl; } // 如何將來(lái)需要增加乘法或者除法或者其它運(yùn)算，還需要增加if-else return 0;} 

這種if-else可以通過(guò)策略模式進(jìn)行消除：

#ifndef __CALCULATION__#define __CALCULATION__ #include  class Calculation { public: Calculation() {}  virtual ~Calculation() {}  virtual void operation() { std::cout << "base operation" << std::endl; }}; #endif #ifndef __ADD__#define __ADD__ #include "calculation.h" class Add : public Calculation { void operation() override { std::cout << "this is add operation" << std::endl; }}; #endif#ifndef __SUB__#define __SUB__ #include "calculation.h" class Sub : public Calculation { void operation() override { std::cout << "this is sub operation" << std::endl; }}; #endifint Stragegy() { Calculation *cal = new Add(); cal->operation(); delete cal;  Calculation *cal2 = new Sub(); // 這里將來(lái)都可以用工廠模式改掉，不會(huì)違反開(kāi)放封閉原則 cal2->operation(); delete cal2;  return 0;} 

將來(lái)如果有乘法除法和其它運(yùn)算規(guī)則，只需要再加一個(gè)繼承基類(lèi)的子類(lèi)即可。方便擴(kuò)展，且遵循設(shè)計(jì)原則。

職責(zé)鏈模式：職責(zé)鏈模式盡管不能消滅if-else，但它可以用于改良if-else，使其更靈活，例如：

#include  using std::cout; void func(int num) { if (num >= 0 && num <= 10) { cout << "0-10 \n"; } else if (num > 10 && num <= 20) { cout << "10-20 \n"; } else if (num > 20 && num <= 30) { cout << "20-30 \n"; } else if (num > 30 && num <= 40) { cout << "30-40 \n"; } else if (num > 40 && num <= 50) { cout << "40-50 \n"; } else if (num > 50 && num <= 60) { cout << "50-60 \n"; } else { cout << "not handle \n"; }} int main() { func(25); func(43); return 0;}
可以考慮改為下面的形式：

#include  using std::cout; struct Handle { virtual void process(int num) {}}; struct Handle1 : public Handle { Handle1(Handle *processor) : processor_(processor) {}  void process(int num) override { if (num >= 0 && num <= 10) { cout << "0-10 \n"; } else { processor_->process(num); } }  Handle *processor_;}; struct Handle2 : public Handle { Handle2(Handle *processor) : processor_(processor) {}  void process(int num) override { if (num >= 10 && num <= 20) { cout << "10-20 \n"; } else { processor_->process(num); } }  Handle *processor_;}; struct Handle3 : public Handle { Handle3(Handle *processor) : processor_(processor) {}  void process(int num) override { if (num >= 20 && num <= 30) { cout << "20-30 \n"; } else { cout << "not handle \n"; } }  Handle *processor_;}; int main() { Handle *handle3 = new Handle3(nullptr); Handle *handle2 = new Handle2(handle3); Handle *handle1 = new Handle2(handle2); handle1->process(24); handle1->process(54); return 0;} 

三目運(yùn)算符：某些簡(jiǎn)單情況下可以使用三目運(yùn)算符消滅if-else，例如：

int func(int num) { if (num > 20) return 1; else return 0;} 

可以改為：

int func(int num) { return num > 20 ? 1 : 0;} 

這樣是不是代碼也更清晰了一些。

else-if消除：有時(shí)候有些人寫(xiě)的代碼確實(shí)就是這樣，例如：

int func(int num) { int ret = 0; if (num == 1) { ret = 3; } else if (num == 2) { ret = 5; } else { ret = 6; } return ret;} 

是不是可以考慮改為：

int func(int num) { if (num == 1) return 3; if (num == 2) return 5; return 6;}