Javaで多数のif...else...を最適化する方法

戦略パターン

各条件分岐を独立した戦略クラスとして実装し、コンテキスト オブジェクトを使用して実行する戦略を選択します。この方法では、多数の if else ステートメントをオブジェクト間の相互作用に変換できるため、コードの保守性とスケーラビリティが向上します。

例:

まず、すべての戦略の動作を実装するインターフェイスを定義します:

public interface PaymentStrategy {
    void pay(double amount);
}

次に、さまざまな支払い方法を実装するための特定の戦略クラスを定義します。 :

public class CreditCardPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
    private String name;
    private String cardNumber;
    private String cvv;
    private String dateOfExpiry;
 
    public CreditCardPaymentStrategy(String name, String cardNumber, String cvv, String dateOfExpiry) {
        this.name = name;
        this.cardNumber = cardNumber;
        this.cvv = cvv;
        this.dateOfExpiry = dateOfExpiry;
    }
 
    public void pay(double amount) {
        System.out.println(amount + " paid with credit card");
    }
}
 
public class PayPalPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
    private String emailId;
    private String password;
 
    public PayPalPaymentStrategy(String emailId, String password) {
        this.emailId = emailId;
        this.password = password;
    }
 
    public void pay(double amount) {
        System.out.println(amount + " paid using PayPal");
    }
}
 
public class CashPaymentStrategy implements PaymentStrategy {
    public void pay(double amount) {
        System.out.println(amount + " paid in cash");
    }
}

これで、クライアント コードでさまざまなポリシー オブジェクトを作成し、それらを統合支払いクラスに渡すことができます。この支払いクラスは、受信したポリシー オブジェクトに基づいて、対応するポリシー オブジェクトを呼び出します。支払い方法:

public class ShoppingCart {
    private List<Item> items;
 
    public ShoppingCart() {
        this.items = new ArrayList<>();
    }
 
    public void addItem(Item item) {
        this.items.add(item);
    }
 
    public void removeItem(Item item) {
        this.items.remove(item);
    }
 
    public double calculateTotal() {
        double sum = 0;
        for (Item item : items) {
            sum += item.getPrice();
        }
        return sum;
    }
 
    public void pay(PaymentStrategy paymentStrategy) {
        double amount = calculateTotal();
        paymentStrategy.pay(amount);
    }
}

これで、上記のコードを使用してショッピング カートを作成し、そこにいくつかのアイテムを追加し、さまざまな戦略を使用して支払いを行うことができます:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ShoppingCart cart = new ShoppingCart();
 
        Item item1 = new Item("1234", 10);
        Item item2 = new Item("5678", 40);
 
        cart.addItem(item1);
        cart.addItem(item2);
 
        // pay by credit card
        cart.pay(new CreditCardPaymentStrategy("John Doe", "1234567890123456", "786", "12/22"));
 
        // pay by PayPal
        cart.pay(new PayPalPaymentStrategy("myemail@example.com", "mypassword"));
 
        // pay in cash
        cart.pay(new CashPaymentStrategy());
 
        //--------------------------或者提前将不同的策略对象放入map当中,如下
 
        Map<String, PaymentStrategy> paymentStrategies = new HashMap<>();
 
        paymentStrategies.put("creditcard", new CreditCardPaymentStrategy("John Doe", "1234567890123456", "786", "12/22"));
        paymentStrategies.put("paypal", new PayPalPaymentStrategy("myemail@example.com", "mypassword"));
        paymentStrategies.put("cash", new CashPaymentStrategy());
 
        String paymentMethod = "creditcard"; // 用户选择的支付方式
        PaymentStrategy paymentStrategy = paymentStrategies.get(paymentMethod);
 
        cart.pay(paymentStrategy);
 
    }
}

ファクトリー パターン

各条件分岐の実装を独立した製品クラスとして扱い、ファクトリ クラスを使用して特定の製品オブジェクトを作成します。この方法では、多数の if else ステートメントをオブジェクト作成プロセスに変換できるため、コードの可読性と保守性が向上します。

例:

// 定义一个接口
public interface StringProcessor {
    public void processString(String str);
}
 
// 实现接口的具体类
public class LowercaseStringProcessor implements StringProcessor {
    public void processString(String str) {
        System.out.println(str.toLowerCase());
    }
}
 
public class UppercaseStringProcessor implements StringProcessor {
    public void processString(String str) {
        System.out.println(str.toUpperCase());
    }
}
 
public class ReverseStringProcessor implements StringProcessor {
    public void processString(String str) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder(str);
        System.out.println(sb.reverse().toString());
    }
}
 
// 工厂类
public class StringProcessorFactory {
    public static StringProcessor createStringProcessor(String type) {
        if (type.equals("lowercase")) {
            return new LowercaseStringProcessor();
        } else if (type.equals("uppercase")) {
            return new UppercaseStringProcessor();
        } else if (type.equals("reverse")) {
            return new ReverseStringProcessor();
        }
        throw new IllegalArgumentException("Invalid type: " + type);
    }
}
 
// 测试代码
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        StringProcessor sp1 = StringProcessorFactory.createStringProcessor("lowercase");
        sp1.processString("Hello World");
        
        StringProcessor sp2 = StringProcessorFactory.createStringProcessor("uppercase");
        sp2.processString("Hello World");
        
        StringProcessor sp3 = StringProcessorFactory.createStringProcessor("reverse");
        sp3.processString("Hello World");
    }
}

まだ if...else があるようですが、このコードの方が簡潔で理解しやすく、後のメンテナンスも容易です。 ..

マッピング テーブル (マップ)

#マッピング テーブルを使用して、条件付き分岐の実装を対応する関数またはメソッドにマップします。この方法では、コード内の if else ステートメントを削減し、マッピング テーブルを動的に更新できるため、コードの柔軟性と保守性が向上します。

例:

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.function.Function;
 
public class MappingTableExample {
    private Map<String, Function<Integer, Integer>> functionMap;
 
    public MappingTableExample() {
        functionMap = new HashMap<>();
        functionMap.put("add", x -> x + 1);
        functionMap.put("sub", x -> x - 1);
        functionMap.put("mul", x -> x * 2);
        functionMap.put("div", x -> x / 2);
    }
 
    public int calculate(String operation, int input) {
        if (functionMap.containsKey(operation)) {
            return functionMap.get(operation).apply(input);
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid operation: " + operation);
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        MappingTableExample example = new MappingTableExample();
        System.out.println(example.calculate("add", 10));
        System.out.println(example.calculate("sub", 10));
        System.out.println(example.calculate("mul", 10));
        System.out.println(example.calculate("div", 10));
        System.out.println(example.calculate("mod", 10)); // 抛出异常
    }
}

データ駆動設計

条件分岐の実装と入力データを一緒にデータ構造に格納し、次を使用します。このデータ構造を処理するための共通の関数またはメソッド。この方法では、多数の if else ステートメントをデータ構造処理に変換できるため、コードの拡張性と保守性が向上します。

例:

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.function.Function;
 
public class DataDrivenDesignExample {
    private List<Function<Integer, Integer>> functionList;
 
    public DataDrivenDesignExample() {
        functionList = new ArrayList<>();
        functionList.add(x -> x + 1);
        functionList.add(x -> x - 1);
        functionList.add(x -> x * 2);
        functionList.add(x -> x / 2);
    }
 
    public int calculate(int operationIndex, int input) {
        if (operationIndex < 0 || operationIndex >= functionList.size()) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid operation index: " + operationIndex);
        }
        return functionList.get(operationIndex).apply(input);
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        DataDrivenDesignExample example = new DataDrivenDesignExample();
        System.out.println(example.calculate(0, 10));
        System.out.println(example.calculate(1, 10));
        System.out.println(example.calculate(2, 10));
        System.out.println(example.calculate(3, 10));
        System.out.println(example.calculate(4, 10)); // 抛出异常
    }
}

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