学习重构(4)-重新组织数据
1. Self Encapsulate Field（自封装值域）
你直接访问一个值域，但与值域之间的耦合关系逐渐变得笨拙。为这个值域建立取值/设值函数（get/set），并且只以这些函数来访问值域。
应用场景：如果你想访问superclass中的一个值域，却又想在subclass中将[对这个变量的访问]改为一个计算后的值，这就是最该使用Self Encapsulate Field（171）的时候。[值域自我封装]只是第一步。完成自我封装之后，你可以在subclass中根据自己的需要随意覆写取值/设值函数（getting/setting methods）。
示例：
private int _low, _high
boolean includes (int arg) {
return arg >= _low && arg <= _high;
}
重构为：
private int _low, _high
boolean includes (int arg) {
return arg >= getLow() && arg <= getHigh();
}
int getLow() {return _low};
int getHigh() {return _high};
2. Replace Data Value with Object（以对象取代数据值）
将一些数据按照一定的规则或特征整合到一个对象中
应用场景：开发代码初期，仅需要一些简单的数据，比如一个人的基本信息：姓名，身份证号码，随着时间的推移，还需要其他的数据：手机号，地址，学历等等，这样就会罗列一排的变量，每次处理一个人的数据是，要传入很多参数。此时将这个人的信息就可以规整到一个类里面，仅声明一个对象即可，而且随着这个人信息的持续丰富，不会每次都冲击到原有的接口。
3. Change Value to Reference（将实值对象改为引用对象）
你有一个class，衍生出许多相等的实体，你希望将他们替换为单对象。将这个实值对象变成一个引用对象。
应用场景：我们一般使用一个类的时候都是需要了就new一个对象出来，这些每次new出来的对象就是实值对象，但很多场景下我们会改变这些对象的内部状态，并且需要对这些对象进行传递，此时用实值对象来满足这个诉求就会显得非常笨拙，比如new出来一个car，然后设置下品牌是宝马，设置下颜色是蓝色等等。这种场景下我们就需要一个引用对象，同一个类中可以是成员变量，不同的类中使用可以使用类似工厂、单例等模式来有一个对象管理类来供其他类取用。
4. Change Reference to Value（将引用对象改为实值对象）
和3相反。
应用场景：实值对象一个重要特点是保持不变，这样可以保证每个使用者不用担心数据的变化和同步。引用对象往往会让逻辑变得复杂，所以使用的时候要做好选择。
5. Replace Array with Object（以对象取代数组）
以对象替换数组，对于数组中的每个元素，以一个值域表示。
应用场景：数组是一种常见的用于组织数据的结构体。不过它们应该只用于以某种顺序容纳一组相似对象。有时候你会发现，一个数组容纳了数种不同对象，这会给数组用户带来麻烦，因为它们很难记住像“数组的第一个元素是人名“这样的约定。对象就不一样。可以通过命名和函数来传递一些信息。让使用者更容易理解。
示例：
String[] row = new String[3];
row[0] = "Liverpool";
row[1] = "15";
重构为：
Performance row = new Performance();
row.setName("Liverpool");
row.setWins("15");
6. Duplicate Observed Data（赋值“被监视数据”）
你有一笔domain data置身于GUI空间中，而domain method需要访问它们。将这笔数据拷贝到一个domain object中，建立一个Observer模式，用意对domain object和GUI object内的重复数据进行同步控制。
应用场景：一个分层良好的系统，应该将处理用户界面和处理业务逻辑的代码分开。之所以这样做，原因有一下几点：（1）你可能需要使用不同的用户界面来表现相同的业务逻辑，如果同时承担两种责任，用户界面会变得过分复杂；（2）与GUI隔离后，领域对象的维护和演化都会更容易，甚至可以让不同的开发者负责不同部分的开发。尽管可以轻松地将“行为”划分到不同部位，“数据”却往往不能如此。同一项数据有可能既需要内嵌于GUI控件，也需要保存于领域模型里。自从MVC模式出现后，用户界面框架都是用多层系统来提供某种机制，使你不但可以提供这类数据，并保持他们同步。如果代码是以两层方式开发，业务逻辑被内嵌于用户界面之中，就有必要将行为分离出来。其中的主要工作就是函数的分解和搬移。但数据就不同了：不能仅仅只是移动数据，必须将它复制到新对象中，并提供相应的同步机制。
7. Change Unidirectional Association to Bidirectional（将单项关联改为双向）
两个classes都需要使用对方特性，但其间只有一条单向连接。添加一个反向指针，并使修改函数能够同时更新两条连接。
应用场景：开发初期，你可能会在两个classes之间建立一条单向连接，使其中一个class可以引用另一个class。随着时间的推移，你可能发现被引用的class需要得到其引用者来进行某些处理，也就是说它需要一个反向指针。
8. Change Bidirectional Association to Unidirectional（将双向关联改为单向）
应用场景：双向关联很有用，但你也必须为它付出代价，那就是“维护双向连接，确保对象被正确的创建和删除”而增加的复杂度。所以只有在你需要双向关联的时候，才应该使用它。如果你发现双向关联不再有存在价值，就应该去掉其中不必要的一条关联。
9. Replace Magic Number with Symbolic Constant（以符号常量/字面常量取代魔法数字）
应用场景：在计算科学中，魔法数（magic number）是历史最悠久的不良现象之一。所谓魔法数是指拥有特殊意义，却又不能明确表现出这种意义的数字。如果你需要在不同的地点引用同一个逻辑数，魔法数会让你烦恼不已，因为一旦这些数发生改变，你就必须在程序中找到所有魔法数，并将它们全部修改一遍，这简直就是一场噩梦。就 算你不需要修改，要准确指出每个魔法数的用途，也会让你颇费脑筋。许多语言都允许你声明常量。常量不会造成任何性能开销，却可以大大提高代码的可读性。进行本项重构之前，你应该先寻找其他替换方案。你应该观察魔法数如何被使用，而后往往你会发现一种更好的使用方式。如果这个魔法数是个type code（型别码）， 请考虑使用Replace Type Code with Class；如果这个魔法数代表一个数组的长度，请在遍历该数组的时候，改用Array.length()。
10. Encapsulate Field（封装值域）
能理解和第一条“自封装值域”的区别吗？
应用场景：面向对象的首要原则之一就是封装（encapsulation），或者称为「数据隐藏」（data hidding）。按此原则，你绝不应该将数据声明为public，否则其他对象就有可能访问甚至修改这项数据，而拥有该数据的对象却毫无察觉。这就将数据和行为分开了（不妙）。public 数据被看做是一种不好的作法，因为这样会降低程序的模块化程度（modularity）。如果数据和使用该数据的行为被集中在一起，一旦情况发生变化，代码的修改就会比较简单，因为需要修改的代码都集中于同一块地方，而不是星罗棋布地散落在整个程序中。Encapsulate Field是封装过程的第一步。通过这项重构手法，你可以将数据隐藏起来，并提供相应的访问函数（accessors）。但它毕竟只是第一步。如果一个class除了访问函数（accessors）外不能提供其他行为，它终究只是一个dumb class (哑类〕。这样的class并不能获得对象技术的优势，而你知道，浪费任何一个对象都是很不好的。实施Encapsulate Field之后，我会尝试寻找那些使用「新建 访问函数」的函数，看看是否可以通过简单的Move Method 轻快地将它们移到新对象去。
11. Encapsulate Collection（封装群集）
应用场景：class常常会使用群集（collection，可能是array、list、set或vector）来保存一组实体。这样的class通常也会提供针对该群集的「取值/设值函数」（getter/setter）。但是，群集的处理方式应该和其他种类的数据略有不同。取值函数（getter）不该返回群集自身，因为这将让用户得以修改群集内容而群集拥有者却一无所悉。这也会对用户暴露过多「对象内部数据结构」的信息。如果一个取值函数（getter）确实需要返回多个值，它应该避免用户直接操作对象内所保存的群集，并隐藏对象内「与用户无关」的数据结构。至于如何做到这一点，视你使用的版本不同而有所不同。另外，不应该为这整个群集提供一个设值函数（setter），但应该提供用以为群集添加/移除（add/remove）元素的函数。这样，群集拥有者（对象）就可以控制群集元素的添加和移除。如果你做到以上数点，群集（collection）就被很好地封装起来了，这便可以降低群集拥有者（class）和用户之间的耦合度。
12. Replace Record with Data Class（以数据类取代记录）
应用场景：Record structures （记录型结构）是许多编程环境的共同性质。有一些理由使它们被带进面向对象程序之中：你可能面对的是一个老旧程序（ legacy program ），也可能需要通过一个传统API 来与structured record 交流，或是处理从数据库读出的 records。这些时候你就有必要创建一个interfacing class ，用以处理这些外来数据。最简单的作法就是先建立一个看起来类似外部记录（external record）的class ，以便日后将某些值域和函数搬移到这个class 之中。一个不太常见但非常令人注目的情况是：数组中的每个位置上的元素都有特定含义，这种情况下你应该使用Replace Array with Object 。
13. Replace Type Code with Class（以类取代型别码）
应用场景：在以C 为基础的编程语言中，type code（型别码）或枚举值（enumerations）很常见。如果带着一个有意义的符号名，type code 的可读性还是不错的。问题在于，符号名终究只是个别名，编译器看见的、进行型别检验的，还是背后那个数值。任何接受type code 作为引数（argument）的函数，所期望的实际上是一个数值，无法强制使用符号名。这会大大降低代码的可读性，从而成为臭虫之源。如果把那样的数值换成一个class ，编译器就可以对这个class 进行型别检验。只要为这个class 提供factory methods ，你就可以始终保证只有合法的实体才会被创建出 来，而且它们都会被传递给正确的宿主对象。但是，在使用Replace Type Code with Class 之前，你应该先考虑type code 的其他替换方式。只有当type code 是纯粹数据时（也就是type code 不会在switch 语句中引起行为变化时），你才能以class 来取代它。Java 只能以整数作为switch 语句的「转辙」依据，不能使用任意class ，因此那种情况下不能够以class 替换type code 。更重要的是：任何switch 语句都应该运用 Replace Conditional with Polymorphism 去掉。为了进行那样的重构，你首先必须运用 Replace Type Code with Subclasses 或Replace Type Code with State/Strategy 把type code处理掉。即使一个type code 不会因其数值的不同而引起行为上的差异，宿主类中的某些行为还是有可能更适合置放于type code class 中，因此你还应该留意是否有必要使用Move Method 将一两个函数搬过去。
14. Replace Type Code with Subclasses（以子类取代型别码）
应用场景：如果你面对的type code 不会影响宿主类的行为，你可以使用Replace Type Code with Class 来处理它们。但如果type code 会影响宿主类的行为，那么最好的办法就是借助多态（polymorphism ）来处理变化行为。一般来说，这种情况的标志就是像switch 这样的条件式。这种条件式可能有两种表现形式：switch 语句或者if-then-else 结构。不论哪种形式，它们都是检查type code 值，并根据不同的值执行不同的动作。这种情况下你应该以Replace Conditional with Polymorphism 进行重构。但为了能够顺利进行那样的重构，首先应该将type code 替换为可拥有多态行为的继承体系。这样的一个继承体系应该以type code 的宿主类为base class，并针对每一种type code 各建立一个subclass 。为建立这样的继承体系，最简单的办法就是Replace Type Code with Subclasses：以type code 的宿主类为base class，针对每种type code 建立相应的subclass 。 但是以下两种情况你不能那么做：(1) type code 值在对象创建之后发生了改变；(2) 由于某些原因，type code 宿主类已经有了subclass 。如果你恰好面临这两种情况之一，就需要使用Replace Type Code with State/Strategy 。Replace Type Code with Subclasses 的主要作用其实是搭建一个舞台，让Replace Conditional with Polymorphism 得以一展身手。如果宿主类中并没有出现条件式，那么 Replace Type Code with Class 更合适，风险也比较低。使用Replace Type Code with Subclasses 的另一个原因就是，宿主类中出现 了「只与具备特定type code 之对象相关」的特性。完成本项重构之后，你可以使用 Push Down Method 和 Push Down Field 将这些特性推到合适的subclass去，以彰显它们「只与特定情况相关」这一事实。Replace Type Code with Subclasses 的好处在于：它把「对不同行为的了解」从class 用户那儿转移到了class 自身。如果需要再加入新的行为变化，我只需添加subclass 一个就行了。如果没有多态机制，我就必须找到所有条件式，并逐一修改它们。因此，如果未来还有可能加入新行为，这项重构将特别有价值。
15. Replace Type Code with State/Strategy（以State/strategy 取代型别码）
应用场景：本项重构和Replace Type Code with Subclasses 很相似，但如果「type code 的值在对象生命期中发生变化」或「其他原因使得宿主类不能被subclassing 」，你也可以使用本重构。本重构使用State 模式或Stategy 模式[Gang of Four]。State 模式和Stategy 模式非常相似，因此无论你选择其中哪一个，重构过程都是相同的。「选择哪一个模式」并非问题关键所在，你只需要选择更适合特定情境的模式就行了。如果你打算在完成本项重构之后再以 Replace Conditional with Polymorphism 简化一个算法，那么选择Stategy 模式比较合适；如果你打算搬移与状态相关（state-specific）的数据，而且你把新建对象视为一种变迁状态 （changing state），就应该选择使用State 模式。
16. Replace Subclass with Fields（以值域取代子类）
应用场景：建立subclass 的目的，是为了增如新特性，或变化其行为。有一种变化行为（variant behavior ）称为「常量函数」（constant method）[Beck]，它们会返回一个硬编码 （hard-coded）值。这东西有其用途：你可以让不同的subclasses 中的同一个访问函数（accessors）返回不同的值。你可以在superclass 中将访问函数声明为抽象函数， 并在不同的subclass 中让它返回不同的值。尽管常量函数有其用途，但若subclass 中只有常量函数，实在没有足够的存在价值。 你可以在中设计一个与「常量函数返回值」相应的值域，从而完全去除这样的subclass 。如此一来就可以避免因subclassing 而带来的额外复杂性。