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編寫更好的C#代碼

開發人員總是喜歡就編碼規範進行争論,但更重要的是如何能夠在項目中自始至終地遵循編碼規範,以保證項目代碼的一緻性。并且團隊中的所有人都需要明确編碼規範所起到的作用。在這篇文章中,我會介紹一些在我多年的從業過程中所學習和總結的一些較好的實踐。

我們先來看一個 FizzBuzz 示例。FizzBuzz 要求編寫一個程式,周遊從 1 到 100 的數字。其中如果某數字是 3 的倍數,則程式輸出 “Fizz”。如果某數字是 5 的倍數,則輸出 “Buzz”。如果某數字即是 3 的倍數也是 5 的倍數,則輸出 “FizzBuzz”。如果數字既不是 3 的倍數也不是 5 的倍數,則隻需輸出該數字本身。

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示例1:

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什麼感覺?這段代碼需要改進嗎?

示例2:

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現在感覺如何?還能不能進一步改進?

好,讓我們來嘗試改進下。代碼命名對所有軟體開發人員來說都是件非常困難的事情。我們花費了大量的時間來做這件事,而且有太多的需要被命名的元素,例如屬性、方法、類、檔案、項目等。不過我們的确需要花費一些精力在這些命名上,以使代碼中的名稱更有意義,進而可以提高代碼的可讀性。

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這次感覺怎樣?是不是比之前的示例要好些?是不是可讀性更好些?

首先就是代碼要為人來編寫,其次是為機器。從長期來看,編寫可讀性好的代碼不會比編寫混亂的代碼要花費更長的時間。如果你能夠非常容易地讀懂你寫的代碼,那麼想确認其可以正常工作就更容易了。這應該已經是編寫易讀代碼足夠充分的理由了。在很多情況下都需要閱讀代碼,例如在代碼評審中會閱讀你寫的代碼,在你或者其他人修複Bug時會閱讀你寫的代碼,在代碼需要修改時也會讀到。還有就是當其他人準備在類似的項目或有類似功能的項目中嘗試複用你的部分代碼時也會先閱讀你的代碼。

“如果你隻為你自己寫代碼,為什麼要使代碼更具可讀性?”

好,編寫易讀的代碼最主要的原因是,在未來的一到兩周,你将工作在另一個項目上。而此時,有其他人需要修複目前項目的一個Bug,那麼将會發生什麼?我敢保證他肯定會迷失在你自己編寫的恐怖代碼中。

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從我的個人觀點來看,好的代碼應該擁有以下幾個特征:

代碼容易編寫,并易于修改和擴充。

代碼幹淨,并表述準确。

代碼有價值,并注重品質。

是以,要時刻考慮先為人來編寫代碼,然後再滿足機器的需要。

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首先,你需要閱讀學習其他人編寫的代碼,來了解什麼是好的代碼,什麼是不好的代碼。也就是那些你感覺非常容易了解的代碼,和感覺看起來超級複雜的代碼。然後,進行實踐。最後花費一些時間、經驗和實踐來改進你的代碼的可讀性。一般來講僅通過教育訓練這種方式,在任何軟體公司中推動編碼規範都有些困難。而諸如結對代碼評審,自動化代碼評審工具等也可以幫助你。目前流行的工具有:

FxCop:對 .NET 代碼進行靜态代碼分析,提供了多種規則來進行不同形式的分析。

StyleCop:開源項目,其使用代碼風格和一緻性規範來對分析C#代碼。可在 Visual Studio 中運作,也可以內建到 MSBuild 中。StyleCop 也已經被內建到了一些第三方開發工具中。

JetBrains ReSharper:非常著名的提升生産力的工具,可以使 Microsoft Visual Studio IDE 更加強大。全世界的 .NET 開發人員可能都無法想象,工作中怎麼能沒有 ReSharper 的代碼審查、代碼自動重構、快速導航和編碼助手等這些強大的功能呢。

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你應該能說出屬性、局部變量、方法名、類名等的不同,因為它們使用不同的大小寫約定,是以這些約定非常有價值。通過網際網路,你已經了解了很多相應的準則和規範,你所需要的僅是找到一種規範或者建立你自己的規範,然後始終遵循該規範。

下面是一些關于C#編碼标準、命名約定和最佳實踐的示例,可以根據你自己的需要來使用。

Pascal Casing

标示符中的首字母,後續串聯的每個單詞的首字母均為大寫。如果需要,标示符的前幾個字母均可大寫。

Camel Casing

标示符的首字母為小寫,後續串聯的每個單詞的首字母為大寫。

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在網際網路上你可以找到足夠多的資源,我隻是推薦幾個其中我最喜歡的:

<a href="http://msdn.microsoft.com/en-us/library/vstudio/ff926074.aspx">C# 編碼約定</a>

<a href="http://csharpguidelines.codeplex.com/">C# 編碼準則</a>

<a href="http://www.dotnetspider.com/tutorials/BestPractices.aspx">C# 編碼标準和最佳實踐</a>

<a href="http://www.dofactory.com/reference/csharp-coding-standards.aspx">C# 編碼規範和命名約定</a>

這裡我展示了一些最基本的示例,但就像我上面已經提到的,找到一個适合你的規範,然後堅持使用。

要使用 Pascal Casing 為類和方法命名。

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要使用 Camel Casing 為方法的參數和局部變量命名。

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不要使用縮寫語。

不要在标示符中使用下劃線。

要在接口名稱前使用字母 I 。

要在類的頂端定義所有成員變量,在最頂端定義靜态變量。

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要使用單數的詞彙定義枚舉,除非是BitField枚舉。

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不要為枚舉名稱添加Enum字尾。

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在大型項目中,開發人員會常依賴于編碼規範。他們建立了很多規範和準則,以至于記住這些規範和準則已經變成了日常工作的一部分。計算機并不關心你寫的代碼可讀性是否好,比起讀懂那些進階的程式語言語句,計算機更容易了解二進制的機器指令。

編碼規範提供了很多明顯的好處,當然有可能你得到的更多。通常這些項目整體範圍的規劃,将使能夠将精力更多的集中在代碼中更重要的部分上。

編碼規範可以幫助跨項目的傳遞知識。

編碼規範可以幫助你在新的項目上更快速的了解代碼。

編碼規範強調組織中關聯項目間的關系。

你需要編寫可讀性高的代碼,以此來幫助其他人來了解你的代碼。代碼命名對我們軟體開發人員來說是件非常困難的事情,我們在這上面已經花費了大量的時間,并且有太多的需要命名的元素,例如屬性、方法、類、檔案、項目等。是以我們确實需要花費一些精力在命名規範上,以使名稱更有意義,進而提高代碼的可讀性。

還有,編碼規範可以讓你晚上睡得更香。

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“The single responsibility principle states that every object should have a single responsibility, and that responsibility should be entirely encapsulated by the class. All its services should be narrowly aligned with that responsibility.”

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為什麼一定要将兩個職責分離到單獨的類中呢?因為每一個職責都是變化的中心。在需求變更時,這個變更将會出現在負責該職責的類中。如果一個類承擔了多個職責,就會有一個以上的原因導緻其變化。如果一個類有多重職責,則說明這些職責已經耦合到了一起。并且某個職責的變化将有可能削弱或限制這個類滿足其他職責的能力。這種耦合将會導緻非常脆弱的設計,進而在職責發生變化時,設計可能被意想不到的破壞了。

"A comment that has gotten old, irrelevant, and incorrect is obsolete. Comments get old quickly. It is best not to write a comment that will become obsolete. If you find an obsolete comment, it is best to update it or get rid of it as quickly as possible. Obsolete comments tend to migrate away from the code they once described. They become floating islands of irrelevance and misdirection in the code."

針對這個主題,不同水準的開發人員可能都會有自己的見解。我的建議是嘗試避免為單獨的方法或短小的類進行注釋。因為我所見過的大部分的注釋都是在嘗試描述代碼的目的或意圖,或者某些注釋可能本身就沒什麼意義。通常開發人員通過寫注釋來提高代碼的可讀性和可維護性,但要保證你所寫的注釋不會成為代碼中的噪音。比起注釋,我認為合理的方法命名将更為有效,比如你可以為一個方法起一個更有意義的名字。大部分注釋都可能變成了無意義的代碼噪音,讓我們來看看下面這些注釋:

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如果我們不寫注釋,而是命名一個方法,比如叫 CancelExportForDeletedProducts() ,情況會怎樣?是以,合适的方法命名比注釋更有效。然而某些情況下,代碼注釋也會非常有幫助,比如 Visual Studio 會從注釋生成 API 文檔。此處的注釋略有不同,你需要使用 “///” 辨別符來注釋,這樣其他開發人員才能看到 API 或類庫的智能提示。

我沒有說總是要避免注釋。按照 Kent Beck 說法,可以使用更多的注釋來描述程式整體是如何工作的,而不是對單獨的方法進行注釋。如果注釋是在嘗試描述代碼的目的或意圖,那就錯了。如果你在代碼中看到了密密麻麻的的注釋,你可能就會意識到有這麼多注釋說明代碼寫的很糟糕。了解更多資訊可以閱讀下面這幾本書:

《Professional Refactoring in C# and ASP.NET》 by Danijel Arsenovski

《重構:改善既有代碼設計》 by Martin Fowler, Kent Beck, John Brant, William Opdyke, Don Roberts

Region 是 Visual Studio 提供的一個功能,它允許你将代碼分塊。Region 的存在是因為它可以使大檔案導航變得容易。Region 還常被用于隐藏醜陋的代碼,或者類已經膨脹的非常大了需要分塊。而如果一個類做了太多的事情,也就說明其違反了單一職責原則。是以,下次當你想新增一個 Region 時,先考慮下有沒有可能将這個 Region 分離到一個單獨的類中。

方法中的代碼行數越多,則方法越難了解。我們推薦每個方法中隻包含 20-25 行代碼。但有些人說 1-10 行更合理,這隻是些個人喜好,沒有硬性的規則。抽取方法是最常見的重構方式之一。如果你發現一個方法過長,或者已經需要一個注釋來描述它的目的了,那麼你就可以應用抽取方法了。人們總是會問一個方法到底多長合适,但其實長度并不是問題的根源。當你在處理複雜的方法時,跟蹤所有局部變量是最複雜和消耗時間的,而通過抽取一個方法可以節省一些時間。可以使用 Visual Studio 來抽取方法,它會幫助你跟蹤局部變量,并将其傳遞給新的方法或者接收方法的傳回值。

Using ReSharper

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Using Microsoft Visual Studio

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按照《重構:改善既有代碼設計》中的描述,

"Extract Method is one of the most common refactoring I do. I look at a method that is too long or look at code that needs a comment to understand its purpose. I then turn that fragment of code into its own method. I prefer short, well-named methods for several reasons. First, it increases the chances that other methods can use a method when the method is finely grained. Second, it allows the higher-level methods to read more like a series of comments. Overriding also is easier when the methods are finely grained. It does take a little getting used to if you are used to seeing larger methods. And small methods really work only when you have good names, so you need to pay attention to naming. People sometimes ask me what length I look for in a method. To me length is not the issue. The key is the semantic distance between the method name and the method body. If extracting improves clarity, do it, even if the name is longer than the code you have extracted."

通過聲明一個類來代替多個參數。建立一個類,用于包含所有的參數。通常來講,這是一個較好的設計,并且這個抽象非常的有價值。

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我們需要引入類來代替所有的參數。

複雜的表達式意味着其背後隐藏了一些涵義,我們可以通過使用屬性來封裝這些表達式,進而使代碼更易讀些。

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如果你注意看代碼,你會發現一個變量被聲明了但從沒被使用過。正常來講,我們編譯工程後會得到一個警告,但仍可以運作工程而不會發生任何錯誤。但是我們應該盡可能地移除這些警告。通過如下步驟可以在工程上設定将警告等同于錯誤:

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在每段程式中都減少函數傳回的數量。假設從底部開始閱讀代碼,你很難意識到有可能在上面的某處已經傳回了,這樣的代碼将是非常難了解的。

僅使用一處傳回可以增強可讀性。如果程式這麼寫的話可能看起來比較幹淨,但不立即傳回也意味着需要編寫更多代碼。

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你可以想象在這 20-30 行代碼中就散落了 4 個退出點,這會使你非常難了解到底程式内部做了什麼,到底會執行什麼,什麼時候執行。

關于這一點我得到了很多人的回複,一些人同意這個觀點,有些則不同意這是一個好的編碼标準。為了找出潛在的問題,我做了些單元測試,發現如果複雜的方法包含多個退出點,通常情況下會需要一組測試來覆寫所有的路徑。

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在軟體開發中,斷言代碼常被用于檢查程式代碼是否按照其設計在執行。通常 True 代表所有操作按照預期的完成,False 代表已經偵測到了一些意外的錯誤。斷言通常會接收兩個參數,一個布爾型的表達式用于一個描述假設為真的假定,一個消息參數用于描述斷言失敗的原因。

尤其在開發大型的、複雜的高可靠系統中,斷言通常是非常有用的功能。

例如:如果系統假設将最多支援 100,000 使用者記錄,系統中可能會包含一個斷言來檢查使用者記錄數小于等于 100,000,在這種範圍下,斷言不會起作用。但如果使用者記錄數量超過了 100,000,則斷言将會抛出一個錯誤來告訴你記錄數已經超出了範圍。

一個循環通常會涉及三種條件值:第一個值、中間的某值和最後一個值。但如果你有任何其他的特定條件,也需要進行檢測。如果循環中包含了複雜的計算,請不要使用電腦,要手工檢查計算結果。

通常在任何軟體公司中推行編碼規範都需要按照組織行為、項目屬性和領域來進行,在此我想再次強調“找到一個适合你的編碼規範,并一直遵循它”。

如果你認為我遺漏了某個特别有用的編碼準則,請在評論中描述,我會嘗試補充到文章中。

Coding For Fun.

本文轉自匠心十年部落格園部落格,原文連結:http://www.cnblogs.com/gaochundong/archive/2013/06/03/practice_to_write_better_csharp_code.html,如需轉載請自行聯系原作者