用設計模式降低迴圈複雜性

2021-10-08 14:34:00 字數 2405 閱讀 5322

條件語句的作用是更改控制流,任何程式都離不開條件判斷。但條件判斷會增加程式的複雜度,過多的條件判斷會導致迴圈複雜度(cyclomatic complexity)。

這種複雜度取決於3個因素:

if

else if

else if

else if

switch

case 1:

...case 2:

...end switch

......

end if

end if

end if

end if

這種形狀也叫 arrow anti pattern。它不僅降低程式的可讀性,難以擴充套件和重用,還會輕易地隱藏許多bug。是我們必須避免的**。

設計模式注重於軟體的重用性和擴充套件性,但大多數模式都可以用來降低迴圈複雜度。設計模式可以讓不同參與者分擔這些條件語句,每個參與者解決一部分問題,這樣控制流程就更簡單,從而降低他們的迴圈複雜性。

這裡介紹乙個用策略(strategy)設計模式來降低迴圈複雜度的例子。

假設現在我們可以用 c# 寫乙個簡單的計算器,**如下:

using system;

public class calculator

else

break;

default:

throw new argumentexception("未知運算子: " + operater);

}return result;

}public static void main(string args)

;double operand1 = double.parse(args[0]);

double operand2 = double.parse(args[2]);

char operater = args[1][0];

double result = new calculator().calculate(operand1, operand2, operater);

console.writeline(operand1 + args[1] + operand2 + " = " + result);

console.readkey();}}

現在用策略模式來重構這段**:

模式角色:

strategy: iprocessor

concretestrategy: adder, subtractor, multiplier, divider

context: calculator

using system;

using system.collections.generic;

public inte***ce iprocessor

public class adder : iprocessor

}public class subtractor : iprocessor

}public class multiplier : iprocessor

}public class divider : iprocessor

else

return result;

}}public class calculator

public double calculate(double operand1, double operand2, string operater)

else

return result;

}public static void main(string args)

;if (args.length != 3)

else

catch (exception exp)

}console.readkey();}}

這裡針對不同的運算子使用相應的 processor 策略進行處理以實現計算目標,避免了迴圈巢狀( if / else ),也避免了最簡單的開關判斷(switch)。

本文討論了使用設計模式來降低迴圈複雜性的方法。通過使用設計模式重構具有更高迴圈複雜性的**可以帶來靈活,可配置和可擴充套件的系統。但是,由於需要更多的類相互協同工作,他們之間存在耦合,因此這種重構增加了解決方案的結構複雜性。因此,這些例子的應用可能更適合在條件語句可以從若干複雜分支中進行選擇的時候使用,而這些分支可能會隨時間而發生變化。這種變化可以是這些分支的數量以及每個分支內的功能。乙個典型的例子可能是資料通訊應用程式中的訊息接收器,它傳遞許多不同型別的訊息。每種訊息型別都可以由單獨的訊息處理程式處理。這些訊息處理程式可以按策略或責任鏈進行安排。不僅每個訊息處理程式的內聚性都更高,而且生成的應用程式還可以擴充套件以處理較新的訊息型別。

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