### 重构——改善既有代码的设计
#### 知识点概览
**重构**是指在不改变软件外部行为的前提下，对代码进行结构上的调整，以提高其可读性、可维护性和扩展性。这一过程通常涉及一系列经过验证的技术，称为重构模式。通过应用这些模式，开发人员可以在不影响现有功能的情况下改进软件设计。
### 核心知识点详解
#### 1. 重构的基本概念
重构是一项持续性的活动，旨在提升代码质量。它不是简单的代码优化或调试，而是一种系统的方法论，通过有计划地改变代码结构来达到目的。
#### 2. 重构的目的
- **提高可读性：**使代码更易于理解和维护。
- **增强灵活性：**使得代码更易于修改和扩展。
- **减少复杂性：**降低代码的复杂度，提高可维护性。
- **避免技术债务：**通过定期重构减少未来的维护成本。
#### 3. 重构的原则
- **小步快跑：**每次只做一小部分的改动。
- **自动化测试：**确保重构前后的行为一致性。
- **文档更新：**同步更新相关的文档资料。
#### 4. 常见的重构模式
以下是一些常见的重构模式及其简要说明：
- **Add Parameter (添加参数)：**为方法增加新的参数，以便更好地传递数据。
- **Change Bidirectional Association to Unidirectional (将双向关联改为单向)：**简化对象之间的关系。
- **Change Reference to Value (将引用对象改为实值对象)：**改变对象存储方式，提高性能。
- **Change Unidirectional Association to Bidirectional (将单向关联改为双向)：**增强对象间的信息传递能力。
- **Change Value to Reference (将实值对象改为引用对象)：**适用于对象需要被共享的情况。
- **Collapse Hierarchy (折叠继承体系)：**简化复杂的继承关系。
- **Consolidate Conditional Expression (合并条件式)：**减少代码中的冗余条件语句。
- **Consolidate Duplicate Conditional Fragments (合并重复的条件片段)：**进一步消除重复的逻辑判断。
- **Convert Procedural Design to Objects (将过程化设计转化为面向对象设计)：**提升代码的模块性和可复用性。
- **Decompose Conditional (分解条件式)：**将复杂的条件判断拆分成更小的部分。
- **Duplicate Observed Data (复制“被监视数据”)：**创建数据副本，防止不必要的副作用。
- **Encapsulate Collection (封装集合)：**提高集合操作的安全性和可控性。
- **Encapsulate Downcast (封装“向下转型”动作)：**减少类型转换错误的风险。
- **Encapsulate Field (封装字段)：**保护类的内部状态不受外部干扰。
- **Extract Class (提取类)：**从现有类中分离出新的类。
- **Extract Hierarchy (提取继承体系)：**重组类之间的继承关系。
- **Extract Interface (提取接口)：**定义新的接口，增强系统的可扩展性。
- **Extract Method (提取方法)：**从现有的方法中抽取新方法，提高代码的复用性。
- **Extract Subclass (提取子类)：**从父类中分离出特定的功能到子类中。
- **Extract Superclass (提取超类)：**从现有的类中抽象出共同的功能。
- **Form Template Method (形成模板方法)：**定义一个算法骨架，将步骤细节留给子类实现。
- **Hide Delegate (隐藏“委托关系”)：**隐藏对象间的委托关系，减少耦合。
- **Hide Method (隐藏方法)：**隐藏某些方法，保护类的实现细节。
- **Inline Class (内联类)：**将一个类的功能合并到另一个类中。
- **Inline Method (内联方法)：**将方法体合并到调用它的位置。
- **Inline Temp (内联临时变量)：**直接使用表达式的值替换临时变量。
- **Introduce Assertion (引入断言)：**在代码中加入断言，检查不变条件。
- **Introduce Explaining Variable (引入解释性变量)：**使用更有意义的变量名，提高代码可读性。
- **Introduce Foreign Method (引入外加方法)：**在类中添加不属于该类职责范围内的方法。
- **Introduce Local Extension (引入本地扩展)：**在不改变原有类的情况下，为特定环境定制功能。
- **Introduce Null Object (引入空对象)：**提供一个替代实际对象的空对象，避免空指针异常。
- **Introduce Parameter Object (引入参数对象)：**将多个参数封装成一个对象传递。
- **Move Field (移动字段)：**将字段从一个类移动到另一个类。
- **Move Method (移动方法)：**将方法从一个类移动到另一个类。
- **Parameterize Method (参数化方法)：**让方法接受更多的参数，增强通用性。
- **Preserve Whole Object (保持对象完整性)：**在修改对象时，尽可能保持对象的状态不变。
- **Pull Up Constructor Body (上移构造函数主体)：**将子类的构造函数体移动到超类中。
- **Pull Up Field (上拉字段)：**将子类的字段移动到超类中。
- **Pull Up Method (上拉方法)：**将子类的方法移动到超类中。
- **Push Down Field (下移字段)：**将超类的字段移动到子类中。
- **Push Down Method (下移方法)：**将超类的方法移动到子类中。
- **Remove Assignments to Parameters (删除对参数的赋值)：**避免修改方法参数。
- **Remove Control Flag (删除控制标志)：**简化控制流，减少不必要的布尔变量。
- **Remove Middle Man (删除中间人)：**去除不必要的中介对象。
- **Remove Parameter (删除参数)：**简化方法签名。
- **Remove Setting Method (删除设置方法)：**简化对象管理，减少不必要的访问器方法。
- **Rename Method (重命名方法)：**使用更具描述性的名称。
#### 5. 实施重构的注意事项
- 在进行任何重构之前，确保有足够的测试覆盖率。
- 重构应该作为一个独立的任务，与新增功能分开。
- 重构时应遵循一定的顺序，优先考虑对代码质量影响最大的变化。
- 持续集成有助于快速反馈重构效果。
重构是一项重要的技能，它不仅能够帮助开发者编写出更加健壮和可维护的代码，还能够促进团队之间的协作和沟通。通过不断实践和学习，重构可以成为软件开发过程中不可或缺的一部分。
