作者：京東零售 張學(xué)剛

背景介紹

不管小型公司還是大型互聯(lián)網(wǎng)公司，很多項(xiàng)目債臺(tái)高筑，新功能開(kāi)發(fā)困難。其中一個(gè)很大的原因就是代碼復(fù)雜，可讀性差。Sonar開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)曾上綱上線的戲稱開(kāi)發(fā)人員的7宗罪，其中很關(guān)鍵的一條就是“復(fù)雜度”。那復(fù)雜度有沒(méi)有一個(gè)明確的衡量標(biāo)準(zhǔn)，我們又如何去解決代碼的圈復(fù)雜度呢？今天我在這里和大家聊一下。

圈復(fù)雜度的計(jì)算方法

我們先來(lái)看一下圈復(fù)雜度與代碼質(zhì)量以及測(cè)試和維護(hù)成本之間的一個(gè)關(guān)系。

我們可以看到當(dāng)圈復(fù)雜度，在1-10之間的時(shí)候，代碼是清晰，結(jié)構(gòu)化的。可測(cè)試性比較高，維護(hù)成本也比較低。隨著圈復(fù)雜度的升高，代碼的狀況開(kāi)始惡化，當(dāng)大于30的時(shí)候，代碼已經(jīng)逐步變?yōu)椴豢勺x，維護(hù)成本非常高。

點(diǎn)邊計(jì)算法

那圈復(fù)雜度是如何計(jì)算的呢，常用的第一種方法叫做點(diǎn)邊計(jì)算法，它圈復(fù)雜度的計(jì)算方式 V(G) = E ? N + 2，我們用下邊圖來(lái)解釋一下這個(gè)公式：

其中公式之中的E指的是控制流圖中邊的數(shù)量，N指的是控制流圖中的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。這兩個(gè)圖形指的就是控制流圖。那我們可以計(jì)算一下，第一個(gè)控制流圖的圈復(fù)雜度是：4-4+2=2.

節(jié)點(diǎn)判定法

除此之外圈復(fù)雜度還有一種更為直觀的計(jì)算方法，因?yàn)槿?fù)雜度實(shí)際上體現(xiàn)了“判定條件”的數(shù)量，所以圈復(fù)雜度實(shí)際上就是等于判定節(jié)點(diǎn)的數(shù)量再加上1。它的計(jì)算公式為：V (G) = P + 1 其中判定節(jié)點(diǎn)(P)指的是我們常用的分支語(yǔ)句。例如if語(yǔ)句、while語(yǔ)句、case語(yǔ)句等。

那如何來(lái)降低圈復(fù)雜度呢？

圈復(fù)雜度的常用解決方法

提煉函數(shù)

接下來(lái)我們重點(diǎn)介紹一些降低圈復(fù)雜的方法，我通過(guò)工作中常見(jiàn)的代碼，來(lái)表述一下，如何去降低復(fù)雜度，如果你有更好的方法，也歡迎留言跟我交流。在我們的工作中，做業(yè)務(wù)系統(tǒng)的時(shí)候，通過(guò)異步消息進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，是比較常用的一種方式，在我們監(jiān)聽(tīng)到對(duì)端系統(tǒng)的消息的時(shí)候，一般會(huì)做這幾件事情。判斷消息是否為空-->轉(zhuǎn)換消息為數(shù)據(jù)傳輸對(duì)象DTO-->進(jìn)一步的判斷對(duì)象的數(shù)據(jù)是否合法-->進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯的處理。這幾個(gè)典型的步驟，很多童鞋可能用左邊圖的方式進(jìn)行處理。這個(gè)時(shí)候，如果每一個(gè)步驟的方法比較復(fù)雜的時(shí)候，這個(gè)總的方法會(huì)非常復(fù)雜，這個(gè)時(shí)候，我們可以通過(guò)提煉方法的方式，對(duì)高內(nèi)聚的操作，提煉到一個(gè)獨(dú)立的方法中，來(lái)分治復(fù)雜性。??

使用衛(wèi)語(yǔ)句

我們知道圈復(fù)雜度的一個(gè)因素就是分支語(yǔ)句多，我們?cè)趯?xiě)業(yè)務(wù)代碼的時(shí)候，常見(jiàn)到這樣的一種代碼，if-then-else的層層嵌套。衛(wèi)語(yǔ)句的原則是，如果某個(gè)條件極其罕見(jiàn)，就應(yīng)該單獨(dú)檢查該條件，并在該條件為真時(shí)，立刻返回。下面是一個(gè)生產(chǎn)中的場(chǎng)景，如果記賬請(qǐng)求落庫(kù)成功后就進(jìn)行余額的操作，如果不成功就返回失敗結(jié)果。因?yàn)槁鋷?kù)失敗是不常見(jiàn)的，所以我們采用衛(wèi)語(yǔ)句的方式，來(lái)減少分支語(yǔ)句。讓代碼更清晰。

合并條件

經(jīng)常遇到一種情況，我們對(duì)錯(cuò)誤的處理，需要返回給調(diào)用方，內(nèi)部的錯(cuò)誤碼，為了方便快讀的定位錯(cuò)誤會(huì)非常詳細(xì)，但是對(duì)外可能會(huì)泛化這種錯(cuò)誤碼，這個(gè)時(shí)候我們可以通過(guò)合并條件的方式，簡(jiǎn)化條件分支，來(lái)降低圈復(fù)雜度。下面是一個(gè)生產(chǎn)中的場(chǎng)景，如果記賬失敗，則對(duì)錯(cuò)誤結(jié)果進(jìn)行包裝處理，并返回給調(diào)用方。這個(gè)時(shí)候我們可以將錯(cuò)誤碼合并，這里它是合并到map中，然后針對(duì)這組錯(cuò)誤碼統(tǒng)一進(jìn)行了處理。??

通過(guò)多態(tài)方式替代條件式

在我們開(kāi)發(fā)中，如果是一個(gè)平臺(tái)化的系統(tǒng)，很多時(shí)候，有這樣的需求。例如：不同的租戶、不同的業(yè)務(wù)甚至不同的訂單類型都會(huì)有不同的處理流程。 這個(gè)時(shí)候最簡(jiǎn)單的方式，就是通過(guò)條件分支來(lái)進(jìn)行不同的處理。但是當(dāng)業(yè)務(wù)繁多的時(shí)候，處理分支會(huì)顯得混亂，從而導(dǎo)致圈復(fù)雜度的升高，這個(gè)時(shí)候我們通過(guò)利用多態(tài)的方式，可以有效的降低復(fù)雜度。我們看一下下邊這段代碼，不同的訂單類型，使用不同的處理流程，這里他使用了在枚舉中實(shí)現(xiàn)多態(tài)的方式。我們發(fā)現(xiàn)，其實(shí)他是實(shí)現(xiàn)了工廠模式。

替換算法

復(fù)雜算法會(huì)導(dǎo)致bug可能性的增加及可理解性/可維護(hù)性的降低，如果函數(shù)對(duì)性能要求不高，提倡使用簡(jiǎn)單明了的算法。這里我引用了重構(gòu)中的一個(gè)例子，我們可以一起看一下。這里傳入一個(gè)人名的數(shù)組，如果數(shù)組中包含指定的名稱，就立即返回名稱。??

分解條件式

在面對(duì)大塊頭的代碼時(shí)，你可以通過(guò)提煉方法的方式，將它分解為多個(gè)方法。根據(jù)每個(gè)小塊代碼的用途，命名新的方法名。對(duì)于條件邏輯，將每個(gè)分支條件分解成新方法可以突出條件邏輯，并更清楚的表達(dá)每個(gè)分支的作用。比如下面的例子中，夏季的時(shí)候商品的折扣和非夏天的商品折扣，是不同的計(jì)算方法。 這個(gè)時(shí)候，我們可以把兩種算法，提煉到兩個(gè)不同的方法中.??

移除控制標(biāo)記

有時(shí)候我們會(huì)通過(guò)控制標(biāo)記來(lái)對(duì)循環(huán)進(jìn)行處理，我們看一下這樣的一段經(jīng)常使用的代碼，同一個(gè)數(shù)組列表中查找罪惡的人，匹配到任意一個(gè)罪惡的人后返回。這里found是控制標(biāo)記，我們可通過(guò)下邊的方式去掉控制標(biāo)記，來(lái)減少一層循環(huán)，達(dá)到削減復(fù)雜度的效果。

圈復(fù)雜度的思辨

那是不是當(dāng)我們檢測(cè)到圈復(fù)雜度高的時(shí)候他就一定復(fù)雜呢，下面的代碼是一個(gè)生產(chǎn)上的例子，他通過(guò)傳入的MQ的名字，對(duì)MQ進(jìn)行手動(dòng)的暫停。這個(gè)地方實(shí)際上是可以通過(guò)mq的名稱，從spring的容器中，獲取bean的。這里的例子主要是讓大家看到，雖然，這個(gè)分支比較多，但是這種扁平化的結(jié)構(gòu)可讀性還是可以的。不過(guò)如果它做的不僅僅是一個(gè)暫停的操作，而是一個(gè)很復(fù)雜的操作，這個(gè)時(shí)候，可能就需要通過(guò)提煉方法的方式進(jìn)行重構(gòu)。如果提煉方法重構(gòu)后，這個(gè)類還是過(guò)長(zhǎng)，那就需要我們通過(guò)使用多態(tài)的特性，利用工廠模式等方式進(jìn)行進(jìn)一步的重構(gòu)。如果一開(kāi)始我們就通過(guò)應(yīng)用一些復(fù)雜的設(shè)計(jì)模式進(jìn)行重構(gòu)，就會(huì)存在過(guò)度設(shè)計(jì)的弊端，使代碼更不易于理解.??

總結(jié)

首先介紹了什么是圈復(fù)雜度，然后介紹了解決圈復(fù)雜度的幾種方法。

通過(guò)圈復(fù)雜度計(jì)算的兩種方式我們可以看到，圈復(fù)雜度的核心是分支語(yǔ)句。那解決問(wèn)題的核心就集中在如何去減少分支語(yǔ)句。

不過(guò)最后我們也看到了，實(shí)際上，只是刻板的使用圈復(fù)雜度的算法，去度量一個(gè)段代碼的清晰度，有時(shí)候也是不可取的，所以我們?cè)谥貥?gòu)系統(tǒng)的時(shí)候，可以通過(guò)圈復(fù)雜度的工具，進(jìn)行復(fù)雜度的統(tǒng)計(jì)，然后對(duì)復(fù)雜度高的代碼，具體場(chǎng)景，具體分析。而不能一味的教條。

最后我們通過(guò)思維導(dǎo)圖來(lái)梳理一下：??