从Java的角度理解设计模式（连载）

Question

从Java的角度理解设计模式1：什么是重构 
MF在《重构》一书中是这样定义重构的：重构是这样一个过程，在不改变代码外在行为的前提下，对代码作出修改，以改进程序的内部结构。重构是一种有纪律的、经过训练的、有条不紊的程序整理方法，可以将整理过程中不小心引入错误的机率降到最低。本质上说，重构就是在代码写好之后改进它的设计。 
通常，软件开发总是先设计后编码，然而难免地，程序员编码风格的随意性、系统庞大化等诸多因素，导致代码质量将变得愈发难以控制。重构使得即使在面对糟糕设计，甚至是代码一片混乱的情况下，也能逐步改良代码的设计。大多数重构的步骤非常简单，比如为一个方法添加一个参数（Refactoring：Add Parameter）、（在类间）搬动一个方法（Refactoring ：Move Method）、在类阶层中上下迁移代码：如值域（Refactoring ：Push Up/Down Field）。然而正是这些微小的步骤，保障了代码朝着优良的结构持续演变，或者说不会日益“腐烂”。 
此外，重构的工作方法也使得所谓的精心设计不再如此举足轻重了，因为设计可以在持续重构中得到强化。 
如下展示了一个非常简单的重构，它采用了（Refactoring：Add Parameter）： 
private void mainTestBody() { 
ApplicationContext context = 
new ClassPathXmlApplicationContext("ch6/prototype/setter-injection.xml"); 
BookList booklist = (BookList)context.getBean("bookList"); 
Book[] books = booklist.findBooksWrittenBy("天下霸唱"); 
assertEquals("鬼吹灯",books[0].getName()); 
} 
private void mainTestBody(String configMetadata) { 
ApplicationContext context = 
new ClassPathXmlApplicationContext(configMetadata); 
BookList booklist = (BookList)context.getBean("bookList"); 
Book[] books = booklist.findBooksWrittenBy("天下霸唱"); 
assertEquals("鬼吹灯",books[0].getName()); 
} 
本书对于重构剖析的侧重点有两个：一个是如何将重构应用于Java模式和框架设计的编程中；一个则是如何利用自动化重构工具对代码实施重构（当然并不是所有的重构技巧都得到工具支持）。 
本书对重构提供的阅读方法是：本章将会列出所有本书中用到的重构技巧名录（按字母顺序排列），而在后续各个章节中，对这些重构技巧的应用时机和方法会有更贴近实际的讲解；关于自动化重构工具的使用仅在本章列出，在后续章节中如果希望得到自动化的重构指导（对于每个重构技巧，如果自动化重构工具支持的话，都会有相应的指导），可参考本章。 

Answer 1

从Java的角度理解设计模式2：自动化重构工具的使用
重构的理论很具有吸引力，然而纯手工的重构需要检查的东西相当多，是一项耗时、易错的工作。也因为这个原因，很多程序员觉得重构的成本太大而不愿意进行重构。自动化重构工具的出现，大大改善了这个局面。现代化IDE融入重构功能后，使得编程和重构之间的差异也日益缩小（程序员几乎不再需要分辩“正在编程”还是“正在重构”），许多自动化的重构甚至基本都无须测试，重构成本也因此大大降低。 
Java语言语法简洁清晰，是非常便于重构的一门语言，本书介绍的自动化重构工具便是一款成熟的Java IDE：Eclipse（使用的版本是3.3），读者可在http://www.eclipse.org/downloads/ 下载到Eclipse的最新版本。 

Answer 2

从Java的角度理解设计模式3：自动提炼方法
下面将简单展示两个重构技巧“提炼方法（Refactoring：Extract Method）”和“搬移方法（Refactoring：Move Method）”如何通过Eclipse自动实施。给出原始代码，如下所示。 
HelloBean.java 
package ch2.extractandmovemethod.prototype; public class HelloBean { 
public void sayHello() { 
System.out.println("朋友，时刻重构吧!"); 
} 
} 
RefactoringIDETest.java 
package ch2.extractandmovemethod.prototype; public class RefactoringIDETest { 
public static void main(String[] args) throws Exception { 
String className = "ch2.refactoringusingide.HelloBean"; 
Object beanInstance = null; 
try { 
Class clazz = Class.forName(className); 
beanInstance = clazz.newInstance(); 
} catch (Exception ex) { 
throw ex; 
} 
((HelloBean)beanInstance).sayHello(); 
} 
} 
注意上述代码的框选部分，显然这部分代码可以被提炼出来形成一个公用方法。 
说明：如果使用重构工具，只需简单地圈选出要提炼的段落，然后点选菜单选项“Extract Method”就行了。重构工具会自动检查被圈选的代码段是否可以提炼。代码无法提炼的原因有很多，可能是：它可能只包含部分标识符声明；可能对某个变量赋值而该变量又被其它代码用到。所有这些情况，程序员都完全不必担心，因为重构工具会自动识别并处理一切。随后，工具会自动计算出新方法所需的参数，并要求程序员为新方法取一个名字。此时，程序员可自行决定新方法参数的命名、排列顺序等。所有准备工作都完成后，重构工具会把圈选的代码从源方法中提炼出来，并在源方法中加入对新方法的调用。随后它会再源方法所属的类中建立新的方法，并以程序员指定的名称来命名该方法。整个重构过程耗时极短，且不会出错，相比手工进行这个重构，方便、安全了许多，体现了自动化重构工具的威力。 
现在用Eclipse来实现上述步骤，首先选中上述代码的框选部分，点击鼠标右键，找到重构菜单“Refactor”，点选“Extract Method” （注意，重构菜单会自动识别出当前圈选的代码段有哪些重构技巧可用），如图1所示。 
图1 自动化重构过程第一步 
在随后出现的对话框中，为提炼出的新方法命名（命名为“instantiateClass”），并决定其它的方法签名（注意，为了后续可以不用修改地将此方法搬移到另一个工具类中，请选择“public”的方法访问权限），如图2所示。 
图2 自动化重构过程第二步 
点选“Preview”可预览重构所牵动的资源和结果，点选“OK”将直接进行重构，点选“Cancel”将放弃重构，当然即使在重构完成后，Eclipse也提供了强大的重构回复功能，可将所有牵动的代码回复到重构前的状态，甚至还有重构的历史回复功能。现在，点击“OK”，得到应用了（Refactoring：Extract Method）后的代码，如下所示。 
RefactoringIDETest.java 
package ch2.extractandmovemethod; import ch2.extractandmovemethod.prototype.HelloBean; public class RefactoringIDETest { 
public static void main(String[] args) throws Exception { 
String className = "ch2.refactoringusingide.HelloBean"; 
Object beanInstance = instantiateClass(className); 
((HelloBean)beanInstance).sayHello(); 
} public static Object instantiateClass(String className) throws Exception { 
Object beanInstance = null; 
try { 
Class clazz = Class.forName(className); 
beanInstance = clazz.newInstance(); 
} catch (Exception ex) { 
throw ex; 
} 
return beanInstance; 
} 
} 融智技术学苑(http://www.rzchina.net)版权所有，本公司致力于提供更好更实用的Java培训课程,帮助学员迅速成为编程的行家里手,更多Java面试题\Java视频\Java教程请访问我们的网站.转载请保留这段文字。

Answer 3

从Java的角度理解设计模式4：自动搬移方法
接着，需要通过（Refactoring：Move Method）将这个方法搬移至一个工具类中，为此，简单的拟一个抽象工具类BeanUtils，如下所示。 BeanUtils.java package ch2.utils; public abstract class BeanUtils { } 
回到上文的RefactoringIDETest类，在IDE中双击选中instantiateClass()方法名，点击鼠标右键，在重构菜单中，点选“Move”（IDE会自动识别选定的资源，比如本例选中的是方法，那么采用的重构技巧就是（Refactoring：Move Method）），如图3所示。 图3 自动化重构过程第三步 
在随后的对话框中，找到刚才新建的BeanUtils类，点击“OK”，如图4所示。 图4 自动化重构过程第四步 
在实施了所有自动化重构后，给出所有更动过的代码，如代码～2.2所示。 代码 BeanUtils.java package ch2.utils; public abstract class BeanUtils { public static Object instantiateClass(String className) throws Exception { 
Object beanInstance = null; 
try { 
Class clazz = Class.forName(className); 
beanInstance = clazz.newInstance(); 
} catch (Exception ex) { 
throw ex; 
} 
return beanInstance; 
} } 代码 RefactoringIDETest.java package ch2.extractandmovemethod; import ch2.extractandmovemethod.prototype.HelloBean; 
import ch2.utils.BeanUtils; public class RefactoringIDETest { 
public static void main(String[] args) throws Exception { 
String className = "ch2.refactoringusingide.HelloBean"; 
Object beanInstance = BeanUtils.instantiateClass(className); 
((HelloBean)beanInstance).sayHello(); 
} 
} 
上面演示了自动化重构工具（Eclipse3.3）的基本使用方法，下文将介绍更多的重构技巧（自动/非自动） 融智技术学苑(http://www.rzchina.net )版权所有，本公司致力于提供更好更实用的Java培训课程,帮助学员迅速成为编程的行家里手,更多Java面试题\Java视频\Java教程请访问我们的网站.转载请保留这段文字。 

Answer 4

从Java的角度理解设计模式5：自动改变方法签名
（Refactoring：Change Method Signature）其实是Eclipse组合了《重构》一书中的几个重构技巧而成，它们分别是Add/Remove Parameter（增加/移除 方法参数）、Rename Method（重命名方法）。 
1．动机 
方法签名包含方法名、参数列（类型和次序）、方法返回类型、方法访问权限等，在编程的时候，改变方法签名有各种动机，比如当发现方法的名称未能明确揭示方法用途时，则需要改变方法名称（Refactoring：Rename Method）；当发现某个方法需要从调用端得到更多信息时，则需要为方法添加参数（Refactoring：Add Parameter，见2.1节示例）；当发现方法本体不再需要某个参数时，就需要移除参数（Refactoring：Remove Parameter），冗余的参数往往会给客户带来负担。 
2．作法 
以上这些重构技巧，在Eclipse中都可以通过重构菜单“Change Method Signature”来一并完成。给出原始的类，如下所示。 BeanFactory.java package ch2.changemethodsignature.prototype; import ch2.utils.BeanUtils; public class BeanFactory { 
public Book getBook() throws Exception { 
return (Book)BeanUtils.instantiateClass( 
"ch2.changemethodsignature.prototype.Book"); 
} 
} 
显然getBook()作为BeanFactory的主力工厂方法它不够通用，因此需要适当改变它的方法签名和实现。现在用Eclipse来实现上述步骤，首先双击选中getBook()方法，点击鼠标右键，找到重构菜单“Refactor”，点选“Change Method Signature”，在随后出现的对话框中，为getBook()方法重命名（命名为“getBean”）；调整它的返回值为“Object”、访问权限为“public”；增加两个String型的参数“packageName”和“className”，如图5所示。 图5 自动改变方法签名 
去掉方法内的强制转型后，得到初步重构后的代码，如下所示。 BeanFactory.java public class BeanFactory { 
public Object getBean(String packageName, String className) throws Exception { 
return BeanUtils.instantiateClass(packageName + className); 
} 
} 
发现方法参数冗余，使用一个Bean的标识符就足够了。迅速作出再次重构，通过Eclipse的“Change Method Signature”菜单去掉一个参数（使用图5中的Remove按钮），并改变参数名称，得到最后的代码，如代码所示。 代码 BeanFactory.java package ch2.changemethodsignature; import ch2.utils.BeanUtils; public class BeanFactory { 
public Object getBean(String beanIdentifier) throws Exception { 
return BeanUtils.instantiateClass(beanIdentifier); 
} 
} 
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