删掉编程中的 Switch 语句

Posted 2023-02-03 刘星石

多重方法是一种有趣的方式，可以帮你摆脱令人讨厌的 switch。而且，这也有助于提升代码的可读性。所以，在决定继续坚持使用 switch 之前，一定要先试一试。

本文最初发布于 Bits and Pieces。

很多开发者都讨厌switch语句，包括我。并不是因为这个语句没用，也不是因为它太难了。

理解switch语句的工作原理非常简单，问题是当你真的遇到它时，就必须停下手头的一切工作，集中精力阅读它，以确保不会遗漏任何东西，比如，缺少break语句可能会导致一些意想不到的行为，或者一个case中大约有 20 行代码。

关键是，原谅我使用一个花哨的术语：理解switch语句（在现实世界中）所需要的认知负荷相当重。我相信，作为开发人员，我们的目标是编写方便人类阅读的代码。在这方面，这个语句提供不了什么帮助。

但是，我写这篇文章不是为了对它进行抨击，我是要向你（之前也包括我）展示三个关于如何避免使用switch语句的示例，让我们来看一种函数式编程技术：多重方法。

什么是多重方法？

我第一次听到这个词，还是在播客“20 MinJS”中采访 Yehonathan Sharvit 时。当时的采访是关于他即将由 Manning 出版的著作《面向数据的编程》。

他提出这一概念是为了从功能上取代继承，这无疑是可行的。在这个过程中，他展示了switch语句是如何被取代的。因此，让我们暂时把 OOP 放在一边，只关注第二部分：消除代码中丑陋的switch。

什么是多重方法？它只是一个能够根据接收到的参数选择最佳实现的函数。换句话说，想象一下，如果你把丑陋的switch语句放在函数中，然后对所有人隐藏实现。

唯一的区别是，你的解决方案只适用于一个函数。今天我们将讨论如何在运行中生成多个多重方法。

多重方法是什么样子？

当然，每种语言都有自己的变体，但我今天主要讲 javascript。

在这种语言中，多重方法的使用方法如下：

//我们将使用的数据const myDog =     type: "dog",    name:"Robert"const myCat =     type: "cat",    name: "Steffan"//自定义函数实现function greetDogs (dog)     console.log("Hello dear Dog, how are you today", dog.name, "?")function greetCats(cat)     console.log("What's up", cat.name, "?")//定义我们的多重方法let greeter = nullgreeter = multi(    animal => animal.type,    method("dog", greetDogs),    method("cat", greetCats))(greeter)// 调用多重方法greeter(myDog)greeter(myCat)

复制代码

这个例子做了很多事，让我来说明下：

1. 我定义了 2 个对象myCat和myDog，我将把它们作为参数，多重方法将根据它们确定自己的行为。

2. 我定义了 2 个自定义函数greetDogs和greetCats，它们的实现稍有不同。它们将代表switch中每个case语句里的代码。

3. 然后我调用一些函数，尤其是multi和method，来定义多重方法greeter。multi函数接收 3 个属性：一个分配器（dispatcher），我们将用它返回的值来确定要执行的逻辑片段；还有两个方法，分别代表switch的一个case语句。请注意，每次调用method时，要首先指定触发第二个参数的值（这是实际的逻辑所在）。

4. 最后，我使用同一个函数（我的多重方法）来执行两个不同的逻辑片段，而不需要在任何地方使用switch或if语句。

多重方法有什么好处？

当然，我们在这里没有施展任何类型的魔法，我们只是重写了决策逻辑的表达方式，类似下面这样的switch语句：

switch(animal.type)     case "dog":    greetDogs(animal);  break;  case "cat":    greetCats(animal); break;

复制代码

那么，如果我们可以直接这样做，为什么还要大费周章地使用多重方法呢？问题的关键是可读性。

switch语句非常开放，显示了我们的决策逻辑的实现。换句话说，这个语句是命令式的。它向你展示了决策树的内部运作情况，这意味着阅读代码的人将不得不在头脑中解析代码。因此，我们又回到了认知负荷的概念。这使得开发者要阅读并在头脑中解析代码。

你要知道，大多数开发人员在遇到像上面这样的switch时，不会有什么反应。但是，这也不是一个实际的例子。通常情况下，case语句包含的代码更多，也更难阅读。

而多重方法隐藏了决策逻辑的内部结构，你所知道的只是你对它做了设置，它将以某种方式工作。你更关心的是功能而不是实际的实现。这被称为“声明式编程”，有助于提高代码的可读性，同时降低开发人员的认知负担。这是因为它在逻辑上增加了一层抽象，为我们提供了更接近人类语言的表达工具。

如果这还不能说服你，还有一个优点：可扩展性。

如果你需要在switch中添加另一个选项，就必须回到代码中修改同一个switch，如果你，比如说，碰巧忘记添加break语句，就有可能造成问题，就像下面这样：

switch(animal.type)   case "rabbit":    greetRabbits(animal);  case "dog":    greetDogs(animal);  break;  case "cat":    greetCats(animal); break;

复制代码

还是个非常简单的例子，但如果是真实世界中一段更长的代码，那么这种情况出现的几率就更大了。

以防你对这种行为不熟悉，请让我做个说明。第一个case中缺失break，会导致在动物类型为“rabbit”时也执行第二个case下的逻辑。

然而，有了多重方法，我们就可以不断地根据需要对它进行扩展：

let extendedGreeter = multi(    animal => animal.type,    method("parrot", sayHiParrot))(greeter)

复制代码

现在，这个新方法extendedGreeter对“dog”、“cat“、”parrot“就都有效了，而我们不必再回去修改已有的代码。

这是一个很大的好处，因为我们都知道，每次我们触碰可以正常工作的代码时，都有一点可能引入 Bug。在这里，我们把可能性降低到 0。

实现一个多重方法库

首先，你要知道，已经有一些库在处理这个问题了，其中一个例子是@arrows/multimethod。

尽管如此，对这些实现进行逆向工程总是很有趣，所以让我们看一看如何实现一个基本的多重方法库，以适应到目前为止所展示的例子。

理解这个问题的关键是，我们需要一个分配器函数来给提供一个实际的值，我们将用它作为判断执行哪个方法的键。而且，我们不能对switch语句进行硬编码，因为选项的数量是不固定的。

不能光说不练，下面是实现：

function method(value, fn)     return value, fnfunction multi(dispatcher, ...methods)     return (originalFn) =>         return (elem) =>             let key = dispatcher(elem)            let method = methods.find( m => m.value === key)            if(!method)                 if(originalFn)                     return originalFn(elem)                 else                     throw new Error("No sure what to do with this option!")                                        return method.fn(elem)            

复制代码

method函数只是把键和实际的逻辑耦合在一起，没有别的。multi函数中的代码才有趣，它返回一个匿名函数，以原始函数为参数并返回一个新函数，后者根据分配器代码（我们的第一个参数）返回的值执行不同的东西。

让我们逐行看下：

1. 首先，调用第 8 行的函数时提供一个属性（比方说myDog）。

2. 第 9 行的分配器逻辑会获取myDog并返回其类型，即“dog”。

3. 然后在第 10 行，我们找到第一个与该类型匹配的方法。

4. 如果没有方法匹配，但我们有一个有效的“originalFn”（也就是说，我们正在扩展一个原始的多重方法），我们会让它来处理这种情况。否则，我们将抛出一个异常，因为我们对此无能为力。

5. 然而，如果找到了匹配的方法，就在第 18 行执行它，并将原始属性“myDog”传递给它。

就是这样。没那么复杂，对吗？当然，如果你想提供“默认”情况处理而不是抛出一个异常，或者你想处理多属性决策（比如根据属性type和name决定逻辑，而不是只根据第一个属性），就得编写更多的代码了。

不过，还是那句话，如果你打算使用多重方法，建议你使用一个现有的库，而不是自己去实现。

多重方法是一种有趣的方式，可以帮你摆脱令人讨厌的switch。而且，这也有助于提升代码的可读性。所以，既然你已经了解了多重方法，那么在决定继续坚持使用switch之前，一定要先试一试。

你过去尝试过重多方法吗？你有什么看法？欢迎留言交流！

查看英文原文：Drop the Switch Statement for this Functional Programming Technique