假设我有这样的伪代码:

bool conditionA = executeStepA();
if (conditionA){
    bool conditionB = executeStepB();
    if (conditionB){
        bool conditionC = executeStepC();
        if (conditionC){
            ...
        }
    }
}

executeThisFunctionInAnyCase();

函数executeStepX当且仅当前一个成功时执行。 在任何情况下,executeThisFunctionInAnyCase函数都应该在最后被调用。 我在编程方面是一个新手,所以很抱歉提出一个非常基本的问题:有没有一种方法(例如在C/ c++中)以代码易读性为代价,避免长if链产生那种“金字塔式代码”?

我知道如果我们可以跳过executeThisFunctionInAnyCase函数调用,代码可以简化为:

bool conditionA = executeStepA();
if (!conditionA) return;
bool conditionB = executeStepB();
if (!conditionB) return;
bool conditionC = executeStepC();
if (!conditionC) return;

但是约束是executeThisFunctionInAnyCase函数调用。 break语句可以以某种方式使用吗?


当前回答

这是一种常见的情况,有许多常见的方法来处理它。以下是我对一个权威答案的尝试。请评论,如果我错过了什么,我会保持这篇文章的最新。

这是一个箭头

您正在讨论的内容被称为箭头反模式。它之所以被称为箭头,是因为嵌套的if链形成的代码块会越来越向右扩展,然后再向左扩展,形成一个可视的箭头,“指向”代码编辑器窗格的右侧。

用守卫压平箭

这里讨论了一些避免绿箭的常见方法。最常见的方法是使用保护模式,在这种模式下,代码首先处理异常流,然后处理基本流,例如代替

if (ok)
{
    DoSomething();
}
else
{
    _log.Error("oops");
    return;
}

... 你会使用……

if (!ok)
{
    _log.Error("oops");
    return;
} 
DoSomething(); //notice how this is already farther to the left than the example above

当有一长串的守卫时,这会使代码变得相当平坦,因为所有的守卫都出现在左边,并且你的if没有嵌套。此外,您可以直观地将逻辑条件与其相关的错误配对,这使得更容易判断正在发生什么:

箭:

ok = DoSomething1();
if (ok)
{
    ok = DoSomething2();
    if (ok)
    {
        ok = DoSomething3();
        if (!ok)
        {
            _log.Error("oops");  //Tip of the Arrow
            return;
        }
    }
    else
    {
       _log.Error("oops");
       return;
    }
}
else
{
    _log.Error("oops");
    return;
}

警卫:

ok = DoSomething1();
if (!ok)
{
    _log.Error("oops");
    return;
} 
ok = DoSomething2();
if (!ok)
{
    _log.Error("oops");
    return;
} 
ok = DoSomething3();
if (!ok)
{
    _log.Error("oops");
    return;
} 
ok = DoSomething4();
if (!ok)
{
    _log.Error("oops");
    return;
} 

这在客观和量化上更容易阅读,因为

给定逻辑块的{和}字符靠得更近 理解某句话所需要的心理语境的量更小了 与if条件相关的全部逻辑更有可能出现在一页上 编码器滚动页面/眼球轨迹的需要大大减少了

如何在末尾添加公共代码

这种防范模式的问题在于,它依赖于所谓的“机会主义回归”或“机会主义退出”。换句话说,它打破了每个函数都应该只有一个退出点的模式。这是一个问题,有两个原因:

它惹恼了一些人,例如,在Pascal上学习编码的人已经知道一个函数=一个出口点。 它没有提供一段在退出时执行的代码,这是手头的主题。

下面我提供了一些绕过这个限制的选项,可以使用语言特性,也可以完全避免这个问题。

选项1。你不能这样做:使用finally

不幸的是,作为c++开发人员,您不能这样做。但对于包含finally关键字的语言,这是最重要的答案,因为这正是它的用途。

try
{
    if (!ok)
    {
        _log.Error("oops");
        return;
    } 
    DoSomething(); //notice how this is already farther to the left than the example above
}
finally
{
    DoSomethingNoMatterWhat();
}

第二个选项。避免这个问题:重组你的职能

可以通过将代码分解为两个函数来避免这个问题。这种解决方案的优点是适用于任何语言,此外,它可以降低圈复杂度,这是一种经过验证的降低缺陷率的方法,并提高任何自动化单元测试的特异性。

这里有一个例子:

void OuterFunction()
{
    DoSomethingIfPossible();
    DoSomethingNoMatterWhat();
}

void DoSomethingIfPossible()
{
    if (!ok)
    {
        _log.Error("Oops");
        return;
    }
    DoSomething();
}

选项3。语言技巧:使用假循环

我看到的另一个常见的技巧是使用while(true)和break,如其他答案所示。

while(true)
{
     if (!ok) break;
     DoSomething();
     break;  //important
}
DoSomethingNoMatterWhat();

虽然这没有使用goto那么“诚实”,但它在重构时不太容易被搞砸,因为它清楚地标记了逻辑作用域的边界。一个天真的程序员剪切和粘贴标签或goto语句会导致严重的问题!(坦率地说,这种模式现在很常见,我认为它清楚地传达了意图,因此一点也不“不诚实”)。

这个选项还有其他变体。例如,你可以用switch代替while。任何带有break关键字的语言构造都可能工作。

选项4。利用对象生命周期

另一种方法利用对象生命周期。使用context对象来携带参数(这是我们简单的例子所缺乏的),并在完成后处理它。

class MyContext
{
   ~MyContext()
   {
        DoSomethingNoMatterWhat();
   }
}

void MainMethod()
{
    MyContext myContext;
    ok = DoSomething(myContext);
    if (!ok)
    {
        _log.Error("Oops");
        return;
    }
    ok = DoSomethingElse(myContext);
    if (!ok)
    {
        _log.Error("Oops");
        return;
    }
    ok = DoSomethingMore(myContext);
    if (!ok)
    {
        _log.Error("Oops");
    }

    //DoSomethingNoMatterWhat will be called when myContext goes out of scope
}

注意:请确保您理解所选语言的对象生命周期。为此你需要某种确定性的垃圾收集,也就是说,你必须知道什么时候会调用析构函数。在某些语言中,您需要使用Dispose而不是析构函数。

选择4.1。利用对象生命周期(包装器模式)

如果您打算使用面向对象的方法,不妨做对了。这个选项使用一个类来“包装”需要清理的资源,以及它的其他操作。

class MyWrapper 
{
   bool DoSomething() {...};
   bool DoSomethingElse() {...}


   void ~MyWapper()
   {
        DoSomethingNoMatterWhat();
   }
}

void MainMethod()
{
    bool ok = myWrapper.DoSomething();
    if (!ok)
        _log.Error("Oops");
        return;
    }
    ok = myWrapper.DoSomethingElse();
    if (!ok)
       _log.Error("Oops");
        return;
    }
}
//DoSomethingNoMatterWhat will be called when myWrapper is destroyed

再次强调,一定要理解对象的生命周期。

选择5。语言技巧:使用短路评估

另一种技术是利用短路评估。

if (DoSomething1() && DoSomething2() && DoSomething3())
{
    DoSomething4();
}
DoSomethingNoMatterWhat();

这个解决方案利用了&&操作符的工作方式。当&&的左边被计算为false时,右边永远不会被计算。

当需要紧凑的代码时,当代码不太可能看到太多维护时,这个技巧是最有用的,例如你正在实现一个众所周知的算法。对于更通用的编码,这段代码的结构太脆弱了;即使是对逻辑的微小更改也可能引发完全重写。

其他回答

你只要这样做。

coverConditions();
executeThisFunctionInAnyCase();

function coverConditions()
 {
 bool conditionA = executeStepA();
 if (!conditionA) return;
 bool conditionB = executeStepB();
 if (!conditionB) return;
 bool conditionC = executeStepC();
 if (!conditionC) return;
 }

99乘以100,这是唯一的方法。

永远、永远、永远不要尝试用计算机代码做一些“棘手”的事情。


顺便说一下,我很确定以下是你脑海中实际的解决方案…

continue语句在算法编程中非常重要。(同样,goto语句在算法编程中也很关键。)

在许多编程语言中,你可以这样做:

-(void)_testKode
    {
    NSLog(@"code a");
    NSLog(@"code b");
    NSLog(@"code c\n");
    
    int x = 69;
    
    {
    
    if ( x == 13 )
        {
        NSLog(@"code d---\n");
        continue;
        }
    
    if ( x == 69 )
        {
        NSLog(@"code e---\n");
        continue;
        }
    
    if ( x == 13 )
        {
        NSLog(@"code f---\n");
        continue;
        }
    
    }
    
    NSLog(@"code g");
    }

(首先要注意:像这个例子一样的裸块是编写漂亮代码的关键和重要部分,特别是如果你在处理“算法”编程。)

再说一遍,你脑子里就是这么想的,对吧?这是很漂亮的写法,所以你有很好的直觉。

然而,不幸的是,在objective-c的当前版本中(对不起,我不知道Swift)有一个可笑的功能,它检查封闭的块是否是一个循环。

下面是你如何解决这个问题的方法……

-(void)_testKode
    {
    NSLog(@"code a");
    NSLog(@"code b");
    NSLog(@"code c\n");
    
    int x = 69;
    
    do{
    
    if ( x == 13 )
        {
        NSLog(@"code d---\n");
        continue;
        }
    
    if ( x == 69 )
        {
        NSLog(@"code e---\n");
        continue;
        }
    
    if ( x == 13 )
        {
        NSLog(@"code f---\n");
        continue;
        }
    
    }while(false);
    
    NSLog(@"code g");
    }

所以不要忘记…

do {} while(false);

只是意味着“做这个块一次”。

也就是说,写do{}while(false)完全没有区别;简单地写{}。

这现在工作完美,因为你想要…这是输出…

所以,这可能就是你在脑海中看到的算法。你应该试着把脑子里的东西写下来。(尤其是你不清醒的时候,因为那个时候你的美就出来了!:))

在“算法”项目中,这种情况经常发生,在objective-c中,我们总是有一个宏…

#define RUNONCE while(false)

... 然后你可以这样做…

-(void)_testKode
    {
    NSLog(@"code a");
    int x = 69;
    
    do{
    if ( x == 13 )
        {
        NSLog(@"code d---\n");
        continue;
        }
    if ( x == 69 )
        {
        NSLog(@"code e---\n");
        continue;
        }
    if ( x == 13 )
        {
        NSLog(@"code f---\n");
        continue;
        }
    }RUNONCE
    
    NSLog(@"code g");
    }

有两点:

首先,尽管objective-c检查continue语句所在的块类型很愚蠢,但“对抗它”很麻烦。所以这是一个艰难的决定。

第二,在这个例子中,你是否应该缩进那个block?这样的问题会让我失眠,所以我不能给你建议。

希望能有所帮助。

我认为c++ 23的可选的一元操作会做得很好,尽管函数需要做一些改变。

and_then()方法执行break或调用下一个函数操作,链接该方法允许逐个调用函数,直到其中一个返回false。

举个简单粗暴的例子:

#include <iostream>
#include <optional>
#include <cstdlib>

using namespace std;

optional<bool> func1() {
    cout << "func1\n";

    if (rand() % 2)
        return true;
    else
        return nullopt;
}

optional<bool> func2(optional<bool> v) {
    cout << "func2\n";

    if (rand() % 2)
        return true;
    else
        return nullopt;
}

optional<bool> func3(optional<bool> v) {
    cout << "func3\n";

    if (rand() % 2)
        return true;
    else
        return nullopt;
}

void func4() {
    cout << "func4\n";
}

int main() {
    srand(time(NULL));

    func1()
      .and_then(func2)
      .and_then(func3);

    func4();

    return 0;
}

代码中的IF/ELSE链不是语言的问题,而是程序设计的问题。如果你能够重构或重写你的程序,我建议你在Design Patterns (http://sourcemaking.com/design_patterns)中寻找更好的解决方案。

通常,当您在代码中看到大量IF & else时,就有机会实现策略设计模式(http://sourcemaking.com/design_patterns/strategy/c-sharp-dot-net)或其他模式的组合。

我确信有替代方案来编写一长串if/else,但我怀疑它们除了对你来说看起来很漂亮之外不会改变任何东西(然而,情人眼里出佳人仍然适用于代码:-))。你应该关心这样的事情(6个月后,当我有一个新的条件,我不记得关于这个代码的任何事情,我是否能够轻松地添加它?)或者如果链发生变化,我将如何快速和无错误地实现它)

while(executeStepA() && executeStepB() && executeStepC() && 0);
executeThisFunctionInAnyCase();

executeThisFunctionInAnyCase()必须在任何情况下执行,即使其他函数没有完成。

while语句:

while(executeStepA() && executeStepB() && executeStepC() && 0)

将执行所有的函数,不会循环,因为这是一个明确的错误语句。 也可以在退出前重试一定次数。

这看起来像一个状态机,这很方便,因为您可以使用状态模式轻松实现它。

在Java中,它看起来像这样:

interface StepState{
public StepState performStep();
}

实现如下所示:

class StepA implements StepState{ 
    public StepState performStep()
     {
         performAction();
         if(condition) return new StepB()
         else return null;
     }
}

等等。然后你可以将大if条件替换为:

Step toDo = new StepA();
while(toDo != null)
      toDo = toDo.performStep();
executeThisFunctionInAnyCase();