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編寫自文檔化的代碼

文所以載道也。  —— 宋·周敦頤《通書·文辭》

對于我們程序員來說,我們的工作也是寫作——幾乎每天都要寫代碼;而且還要載“道”,不僅僅要滿足客戶的需求,還要讓代碼具有高度的可讀性,這樣其他的程序員可以更容易地對代碼進行修改和擴展。

按這樣的要求,我們需要為代碼編寫足夠的文檔,也就是將代碼“文檔化”。常見的做法有兩種,外部文檔和注釋。

外部文檔

外部文檔指的是在代碼文件之外編寫的附加文檔,比如在Word文檔中采用大量的篇幅(如UML圖、表格)來設計或記錄相關的包、類型、類型成員、成員參數之類的信息。這看起來很規范,但如果你用過這種方式,一定會討厭它。這種方式的主要問題在于:

1)增加很多額外的工作:編寫代碼本身的壓力已經很大,在壓力之下,我們往往選擇做那些最必需的事情,就是實現功能,如果時間緊急,編寫文檔就可能是草草了事了。

2)文檔需要與代碼保持同步:即使你在開始認真編寫了文檔,后來代碼有了修改和擴展(這是不可避免的,即使采用所謂的凍結需求),那么文檔就需要更新,否則就會提供誤導信息。

3)大量的文檔難以管理:如果代碼量較大,那么本身就需要大量的文檔;同時文檔也需要進行版本管理,那么就產生了不同版本的文檔;另外這些文檔基本上是一些簡單的文本。如此一來,要在這些文檔中找到所需的信息,難上加難。

文檔具有這些問題,一個重要的原因是,它們離代碼太“”了。我們可以將它們搬到代碼文件里面,這就是第二種做法:注釋。

注釋

程序員對文檔往往比較抵觸,對注釋的態度就溫和多了,甚至相當一部分人支持編寫大量的注釋。的確,如果在IDE中看到分布合理的綠色代碼塊(注釋文本的常見顏色),人們會感覺比較舒服,如果滿屏幕全是代碼,心里不免會犯怵。

從語法的角度來看,注釋就是編譯器將忽略不計的源代碼塊。所以,在這里你想寫什么就寫什么。

從語義的角度來看,注釋是昏暗泥濘的小路和明亮通暢的大道之間的區別。注釋是對其所處位置的代碼的解釋,它可以強調某些特定問題、描述某個復雜算法、對代碼進行合理分隔、協助進行維護的程序員(這個人有可能是你自己)。由此可把注釋看作是代碼的一種“內部文檔”。

那是不是就需要大量的注釋呢?至少我們曾經被這樣教導過,但事實并非如此。不知道你的習慣怎樣,我在閱讀代碼的時候,看到注釋一般會先看注釋,我在假定這些注釋對代碼提供了附加的價值。但我發現,注釋往往很隨意,甚至有可能誤導別人。你可以說,這是注釋編寫者的問題,注釋是無辜的,但必須承認的是,注釋比代碼更容易說謊。究其原因,注釋雖然離代碼很近,但仍然是一種文檔,它具有與外部文檔類似的問題:

1)增加很多額外的工作

2)需要與代碼保持同步

3)大量的注釋可能會妨礙代碼的閱讀:注釋在那里,人們不能置之不理,如果注釋太多就成阻礙了。《重構》一書認為注釋過多是一種“壞味道”。

看來,注釋也有不少問題,它們離代碼仍有距離。能否將“文檔”與代碼的距離再拉近一點?那該怎么做?

先來考慮我們為什么要添加注釋。這往往是因為代碼本身不容易讓人看懂,也就是說代碼的意圖和表現有距離,所以才需要使用注釋。如果能夠做到讓代碼本身就體現出意圖,是不是就不需要注釋了?這種方式就是本文的主題:代碼的自文檔化。(需要注意的是,自文檔化能夠取代大多數的注釋,但并不能100%取代)

什么是代碼的自文檔化(Self Documenting Code)?

唯一能完整并正確地描述代碼的文檔時代碼本身,通常情況下,這也是你能獲得的唯一文檔。因此,我們應當努力使代碼成為良好的文檔,一種人人可以讀懂的文檔。這也就是通常所說的良好的可讀性,做到了這一點,犯錯的可能性就降低了,同時代碼的維護成本也降低了——人們不需要花太多時間去熟悉你的代碼。(更多信息,可以參考Ward Cunningham的wiki

代碼自文檔化的技巧

我們可以采用多種方式來提高代碼的可讀性。其中一些技巧是非常基礎的,我們在編程之初已學習過,而有些則更為巧妙。這里首先給出兩個例子,加深一下你對代碼可讀性好壞的印象。

讓人郁悶的代碼
static int fval(int i)
{
    
int ret = 2;
    
for (int n1 = 1, n2 = 1, i2 = i - 3; i2 >= 0--i2)
    {
        n1 
= n2; n2 = ret; ret = n1 + n2;
    }
    
return (i < 2? 1 : ret;
}

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