我最近在一次面試中聽到朋友提了一個特別有趣的問題：

“你會如何優化 10,000 個 if-else 語句？有什么好的解決方案嗎？”

這個問題讓我非常困惑。現實項目中怎么可能會有 10,000 個 if-else 語句呢？至少在我十多年的工作經驗中，從未見過這樣的代碼。

關鍵問題在于編寫這 10,000 行的 if-else 代碼。如果你每天寫 100 行代碼，那豈不是要 100 天才能完成？而且，每次請求都需要執行成千上萬次條件檢查。這不僅會使代碼難以維護，還會嚴重影響系統性能。

顯然，面試官并不期待標準的教科書式答案。這個問題可以看作是一種場景題，用來評估程序員優化復雜邏輯和應對技術挑戰的能力。

雖然我的朋友提到了策略模式，但這顯然既不是完美的，也不是唯一的解決方案。其他設計模式，比如責任鏈模式也存在一些問題，所以具體問題還需具體分析。

以下是我對這個問題的解答思路：

• 如果這 10,000 個 if-else 語句是在同一個代碼塊中，你需要考慮這些語句的目的。這么多 if-else 語句不僅難以維護，還會顯著影響性能，需要進行詳細分析以拆解和優化。
• 如果這些 10,000 個 if-else 語句是散布在同一個項目中的，那么有很多方法可以優化 if-else 語句，比如……

下面是幾種優化方案。

方案一：策略模式

使用策略模式確實可以提高代碼的優雅性，但也會帶來以下問題：

• 如果有大量 if-else 分支，比如這 10,000 個，那么將會產生 10,000 個策略類，導致類膨脹，隨著時間推移，系統會變得越來越復雜和難以管理。
• 如果有多層嵌套的 if-else 語句，策略模式可能并不適用。

策略模式的優勢在于它可以方便地解耦代碼，適用于各種不同邏輯和算法的 if 場景。但對于大量 if-else 語句的場景，它并不適合。

方案二：策略模式的變體

這是策略模式的變體：

Map<Integer, Runnable> actionMap = new HashMap<>();
actionMap.put("condition1", () -> { /* 分支1的執行邏輯 */ });
actionMap.put("condition2", () -> { /* 分支2的執行邏輯 */ });
actionMap.put("conditionN", () -> { /* 分支N的執行邏輯 */ });

// 根據條件獲取執行邏輯
Runnable action = actionMap.get("condition1");
if (action != null) {
    action.run();
}

這將業務邏輯代碼分離，簡化了單個類的代碼，避免了策略類的膨脹。然而，如果條件映射過多，依然可能導致類變得臃腫且難以維護。

此示例中使用了線程異步執行，執行邏輯代碼也可以存儲在其他類或數據庫中，然后通過反射或動態編譯進行加載和執行。

方案三：多級嵌套優化

前兩種方案可能無法處理嵌套結構。對于這種分層判斷的情況，可以進行優化：

if(xxxOrder != null){
 if(xxxOrder.getXxxShippingInfo() != null){
  if(xxxOrder.getXxxShippingInfo().getXxxShipmentDetails() != null){
   if(xxxOrder.getXxxShippingInfo().getXxxShipmentDetails().getXxxTrackingInfo() != null){
    ...
   }
  }
 }
}

這種深度嵌套的 if 語句非常不優雅。

方案四：使用三元運算符

如果條件不多，只有 2 到 3 個，可以使用三元運算符簡化 if-else 分支。

例如，以下代碼：

String desc;
if (condition1) {
    desc = "XX1";
} else if (condition2) {
    desc = "XX2";
} else {
    desc = "XX3";
}

可以使用三元運算符簡化為一行：

String desc = condition1 ? "XX1" : (condition2 ? "XX2" : "XX3");

不建議在超過 3 個條件的情況下使用三元運算符，因為這會顯著降低代碼的可讀性。

方案五：使用枚舉

枚舉類型可以表示一組固定的值，比如星期、月份、顏色等。它提供了一種更簡潔、可讀的方式來表示一組相關的常量。

例如，以下代碼：

public class Test {
    
    public static void main(String[] args) {
        Day today = Day.MONDAY;
        System.out.println("今天是 " + today);
        System.out.println("今天是" + today.getChineseName());
    }

    enum Day {
        MONDAY("星期一"),
        TUESDAY("星期二"),
        WEDNESDAY("星期三"),
        THURSDAY("星期四"),
        FRIDAY("星期五"),
        SATURDAY("星期六"),
        SUNDAY("星期日");

        private String chineseName;

        Day(String chineseName) {
            this.chineseName = chineseName;
        }

        public String getChineseName() {
            return chineseName;
        }
    }
    
}

在這里，我只定義了一個字段。我們可以在枚舉屬性中定義多個字段，從而消除大量的 if-else 語句，直接通過枚舉獲取特定值。

解決方案6：使用Optional

Java 8引入了一個新特性，稱為Optional，它是一個可能包含null值的容器對象。它可以替代對null值的檢查（例如：xx != null）。

如果項目中有大量的xx != null檢查，你可以使用Optional進行優化。

解決方案7：提前返回

分析業務邏輯，并根據if-else語句的執行頻率按降序排列。

將最常執行的if條件放在最前面，并使用return在條件滿足時提前退出，如下所示：

if (condition1) {
    return;
}

if (condition2) {
    return;
}

...

這種簡單的修改可以顯著提高系統性能。但它仍然存在以下問題：

• 某些條件由于順序或互斥關系，不能按照執行頻率排序。
• 當添加新條件時，可能很難立即確定其執行頻率。將其放在最后可能仍會影響性能。
• 這種方法對類膨脹或代碼維護無幫助。

解決方案8：消除不必要的if-else語句

例如，考慮以下代碼：

if (condition) {
    ...
} else {
    return;
}

可以優化為：

if (!condition) {
    return;
}

甚至可以進一步優化為：

return !condition;

解決方案9：合并條件

思考這10000條if-else語句是否真的必要。是否可以將它們合并或分類？

例如，成百上千條類似的邏輯條件是否可以歸入同一類，從而大大減少if-else語句的數量？

例如，以下代碼：

double calculateShipping() {
    if (orderAmount > 1000) {
        return 0.5;
    }
    if (customerLoyaltyLevel > 5) {
        return 0.5;
    }
    if (promotionIsActive) {
        return 0.5;
    }
}

可以優化為：

double calculateShipping() {
    if (orderAmount > 1000 || customerLoyaltyLevel > 5 || promotionIsActive) {
        return 0.5;
    }
}

這樣，將返回相同值的if語句歸為一類，如果條件眾多，這將大大減少代碼量。

解決方案10：規則引擎

對于復雜的業務邏輯，特別是規則頻繁變更且不依賴技術團隊實施的情況，可以考慮使用像Drools這樣的規則引擎。

規則引擎系統可以執行一組規則。在許多業務應用中，可以通過一系列邏輯規則來定義業務決策。

規則引擎的優點包括：

• 將業務邏輯與程序代碼解耦；
• 提高業務邏輯的可管理性；
• 增強系統的靈活性和可擴展性；
• 允許業務人員參與決策過程。

總結

掌握優化if-else語句的方法至關重要。有時面試官會以不同方式提出相關問題。

例如，在這個面試場景中，你應該弄清楚這10000條if-else語句是在同一代碼塊中，還是分散在項目中，然后再有針對性地回答。

如果不清楚業務場景，盲目作答可能會被面試官“套路”。

本文總結了10種優化if-else語句的方法。其實根據不同場景，還有更多方法，比如使用多態、責任鏈模式、模板方法模式等來消除if-else語句。

總的來說，消除if-else語句沒有萬能的方法，也無法完全優化掉。

在實際開發中，應根據具體場景使用不同的方法，并結合多種方法。這才是正確的做法。