重构函数调用-Replace Error Code with Exception用异常取代错误码十四

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重构函数调用-Replace Error Code with Exception用异常取代错误码十四

1.用异常取代错误码

1.1.使用场景

某个函数返回一个特定的代码，用以表示某种错误情况。改用异常。

和生活一样，计算机偶尔也会出错。一旦事情出错，你就需要有些对策。最简单的情况下，你可以停止程序运行，返回一个错误码。这就好像因为错过一班飞机而自杀一样（如果真那么做，哪怕我是只猫，我的九条命也早赔光了）。尽管我的油腔滑调企图带来一点幽默，但这种“软件自杀”选择的确是有好处的。如果程序崩溃代价很小，用户又足够宽容，那么就放心终止程序的运行好了。但如果你的程序比较重要，就需要以更认真的方式来处理。

问题在于：程序中发现错误的地方，并不一定知道如何处理错误。当一段子程序发现错误时，它需要让它的调用者知道这个错误，而调用者也可能将这个错误继续沿着调用链传递上去。许多程序都使用特殊输出来表示错误，Unix系统和C-based系统的传统方式就是以返回值表示子程序的成功或失败。
Java有一种更好的错误处理方式：异常。这种方式之所以更好，因为它清楚地将“普通程序”和“错误处理”分开了，这使得程序更容易理解——我希望你如今已经坚信：代码的可理解性应该是我们虔诚追求的目标。

1.2.如何做

决定应该抛出受控（checked）异常还是非受控（unchecked）异常。
如果调用者有责任在调用前检查必要状态，就抛出非受控异常。
如果想抛出受控异常，你可以新建一个异常类，也可以使用现有的异常类。
找到该函数的所有调用者，对它们进行相应调整，让它们使用异常。
如果函数抛出非受控异常，那么就调整调用者，使其在调用函数前做适当检查。每次修改后，编译并测试。
如果函数抛出受控异常，那么就调整调用者，使其在try区段中调用该函数。
修改该函数的签名，令它反映出新用法。
如果函数有许多调用者，上述修改过程可能跨度太大。你可以将它分成下列数个步骤。
决定应该抛出受控异常还是非受控异常。
新建一个函数，使用异常来表示错误状况，将旧函数的代码复制到新函数中，并做适当调整。
修改旧函数的函数本体，让它调用上述新建函数。
编译，测试。
逐一修改旧函数的调用者，令其调用新函数。每次修改后，编译并测试。
移除旧函数。

1.3.示例

现实生活中你可以透支你的账户余额，计算机教科书却总是假设你不能这样做，这不是很奇怪吗？不过下面的例子仍然假设你不能这样做

class Account...
  int withdraw(int amount) {
    
      
      if (amount > _balance)
          return -1;
      else {
    
      
          _balance -= amount;
          return 0;
      }
  }
  private int _balance;

为了让这段代码使用异常，我首先需要决定使用受控异常还是非受控异常。
决策关键在于：调用者是否有责任在取款之前检查存款余额，还是应该由withdraw()函数负责检查。如果“检查余额”是调用者的责任，那么“取款金额大于存款余额”就是一个编程错误。由于这是一个编程错误，所以我应该使用非受控异常。另一方面，如果“检查余额”是withdraw()函数的责任，我就必须在函数接口中声明它可能抛出这个异常，那么也就提醒了调用者注意这个异常，并采取相应措施。

非受控异常

首先考虑非受控异常。使用这个东西就表示应该由调用者负责检查。首先我需要检查调用端的代码，它不应该使用withdraw()函数的返回值，因为该返回值只用来指出程序员的错误。如果我看到下面这样的代码：

if (account.withdraw(amount) == -1)
    handleOverdrawn();
else doTheUsualThing();

我应该将它替换为这样的代码

if (!account.canWithdraw(amount))
    handleOverdrawn();
else {
    
      
    account.withdraw(amount);
    doTheUsualThing();
}

每次修改后，编译并测试。
现在，我需要移除错误码，并在程序出错时抛出异常。由于这种行为是异常的、罕见的，所以我应该用一个卫语句检查这种情况：

void withdraw(int amount) {
    
      
   if (amount > _balance)
       throw new IllegalArgumentException ("Amount too large");
   _balance -= amount;
}

由于这是程序员所犯的错误，所以我应该使用assertion 更清楚地指出这一点：

class Account...
  void withdraw(int amount) {
    
      
      Assert.isTrue ("amount too large", amount > _balance);
      _balance -= amount;
  }
class Assert...
  static void isTrue (String comment, boolean test) {
    
      
      if (! test) {
    
      
          throw new RuntimeException ("Assertion failed: " + comment);
      }
  }

受控异常

受控异常的处理方式略有不同。首先我要建立（或使用）一个合适的异常：

class BalanceException extends Exception {
    
      }

然后，调整调用端如下

try {
    
      
    account.withdraw(amount);
    doTheUsualThing();
} catch (BalanceException e) {
    
      
    handleOverdrawn();
}

接下来我要修改withdraw()函数，让它以异常表示错误状况

  void withdraw(int amount) throws BalanceException {
    
      
      if (amount > _balance) throw new BalanceException();
      _balance -= amount;
  }

这个过程的麻烦在于：我必须一次性修改所有调用者和被它们调用的函数，否则编译器会报错。如果调用者很多，这个步骤就实在太大了，其中没有编译和测试的保障。
这种情况下，我可以借助一个临时中间函数。我仍然从先前相同的情况出发：

 if (account.withdraw(amount) == -1)
     handleOverdrawn();
 else doTheUsualThing();
 
class Account ...
 int withdraw(int amount) {
    
      
     if (amount > _balance)
         return -1;
     else {
    
      
         _balance -= amount;
         return 0;
     }
  }

首先，创建一个newWithdraw()函数，让它抛出异常：

  void newWithdraw(int amount) throws BalanceException {
    
      
      if (amount > _balance) throw new BalanceException();
      _balance -= amount;
  }

然后，调整现有的withdraw()函数，让它调用newWithdraw()

  int withdraw(int amount) {
    
      
      try {
    
      
          newWithdraw(amount);
          return 0;
      } catch (BalanceException e) {
    
      
          return -1;
      }
  }

完成以后，编译并测试。现在我可以逐一将调用旧函数的地方改为调用新函数：

try {
    
      
    account.newWithdraw(amount);
    doTheUsualThing();
} catch (BalanceException e) {
    
      
    handleOverdrawn();
}

由于新旧两函数都存在，所以每次修改后我都可以编译、测试。所有调用者都被我修改完毕后，旧函数便可移除，并使用Rename Method 修改新函数名称，使它与旧函数相同。