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@gyyin 2019-01-24T20:32:11.000000Z 字数 4855 阅读 265

表驱动法

编程

在我们平时的开发中，if else是最常用的条件判断语句。在一些简单的场景下，if else用起来很爽，但是在稍微复杂一点儿的逻辑中，大量的if else就会让别人看的一脸蒙逼。
如果别人要修改或者新增一个条件，那就要在这个上面继续增加条件。这样恶性循环下去，原本只有几个if else最后就有可能变成十几个，甚至几十个。
别说不可能，我就见过有人在React组件里面用了大量的if else，可读性和可维护性非常差。（当然，这个不算if else的锅，主要是组件设计的问题）

这篇文章主要参与自《代码大全2》，原书中使用vb和java实现，这里我是基于TypeScript的实现，对书中内容加入了一些自己的理解。

从一个例子说起

日历

假如我们要做一个日历组件，那我们肯定要知道一年12个月中每个月都多少天，这个我们要怎么判断呢？
最笨的方法当然是用if else啊。

  1. if (month === 1) {
  2.     return 31;
  3. }
  4. if (month === 2) {
  5.     return 28;
  6. }
  7. ...
  8. if (month === 12) {
  9.     return 31;
  10. }

这样一下子就要写12次if，白白浪费了那么多时间，效率也很低。
这个时候就会有人想到用switch/case来做这个了，但是switch/case也不会比if简化很多，依然要写12个case啊！！！甚至如果还要考虑闰年呢？岂不是更麻烦？
我们不妨转换一下思维，每个月份对应一个数字，月份都是按顺序的，我们是否可以用一个数组来储存天数？到时候用下标来访问？

  1. const month: number = new Date().getMonth(),
  2.     year: number = new Date().getFullYear(),
  3.     isLeapYear: boolean = year % 4 == 0 && year % 100 != 0 || year % 400 == 0;
  5. const monthDays: number[] = [31, isLeapYear ? 29 : 28, 31, ... , 31];
  6. const days: number = monthDays[month];

概念

看完上面的例子，相信你对表驱动法有了一定地认识。这里引用一下《代码大全》中的总结。

表驱动法就是一种编程模式，从表里面查找信息而不使用逻辑语句。事实上，凡是能通过逻辑语句来选择的事物，都可以通过查表来选择。对简单的情况而言，使用逻辑语句更为容易和直白。但随着逻辑链的越来越复杂，查表法也就愈发显得更具吸引力。

使用表驱动法前需要思考两个问题，一个是如何从表中查询，毕竟不是所有场景都像上面那么简单的，如果if判断的是不同的范围，这该怎么查？
另一个则是你需要在表里面查询什么，是数据？还是动作？亦或是索引？
基于这两个问题，这里将查询分为以下三种：

  1. 直接访问
  2. 索引访问
  3. 阶梯访问

直接访问表

我们上面介绍的那个日历就是一个很好的直接访问表的例子，但是很多情况并没有这么简单。

统计保险费率

假设你在写一个保险费率的程序，这个费率会根据年龄、性别、婚姻状态等不同情况变化，如果你用逻辑控制结构（if、switch）来表示不同费率，那么会非常麻烦。

  1. if (gender === 'female') {
  2.     if (hasMarried) {
  3.         if (age < 18) {
  4.             //
  5.         } else {
  6.             // 
  7.         }
  8.     } else if (age < 18) {
  9.         //
  10.     } else {
  11.         // 
  12.     }
  13. } else {
  14.     ...
  15. }

但是从上面的日历例子来看，这个年龄却是个范围，不是个固定的值，没法用数组或者对象来做映射，那么该怎么办呢？这里涉及到了上面说的问题，如何从表中查询？
这个问题可以用阶梯访问表和直接访问表两种方法来解决，阶梯访问这个后续会介绍，这里只说直接访问表。
有两种解决方法：
1、复制信息从而能够直接使用键值
我们可以给1-17年龄范围的每个年龄都复制一份信息，然后直接用age来访问，同理对其他年龄段的也都一样。这种方法在于操作很简单，表的结构也很简单。但有个缺点就是会浪费空间，毕竟生成了很多冗余信息。
2、转换键值
我们不妨再换种思路，如果我们把年龄范围转换成键呢？这样就可以直接来访问了，唯一需要考虑的问题就是年龄如何转换为键值。
我们当然可以继续用if else完成这种转换。前面已经说过，简单的if else是没什么问题的，表驱动只是为了优化复杂的逻辑判断，使其变得更灵活、易扩展。

  1. enum ages {
  2.     unAdult = 0
  3.     adult = 1
  4. }
  5. enum genders {
  6.     female = 0,
  7.     male = 1
  8. }
  9. enum marry = {
  10.     unmarried = 0,
  11.     married = 1
  12. }
  13. const age2key = (age: number): string => {
  14.     if (age < 18) {
  15.         return ages.unAdult
  16.     }
  17.     return ages.adult
  18. }
  19. type premiumRateType = {
  20.     [ages: string]: {
  21.         [genders: string]: {
  22.             [marry: string]: {
  23.                 rate: number
  24.             }
  25.         }
  26.     }
  27. }
  28. const premiumRate: premiumRateType = {
  29.     [ages.unAdult]: {
  30.         [genders.female]: {
  31.             [marry.unmarried]: {
  32.                 rate: 0.1
  33.             },
  34.             [marry.married]: {
  35.                 rate: 0.2
  36.             }
  37.         },
  38.         [genders.male]: {
  39.             [marry.unmarried]: {
  40.                 rate: 0.3
  41.             },
  42.             [marry.married]: {
  43.                 rate: 0.4
  44.             }
  45.         }
  46.     },
  47.     [genders.adult]: {
  48.         [genders.female]: {
  49.             [marry.unmarried]: {
  50.                 rate: 0.5
  51.             },
  52.             [marry.married]: {
  53.                 rate: 0.6
  54.             }
  55.         },
  56.         [genders.male]: {
  57.             [marry.unmarried]: {
  58.                 rate: 0.7
  59.             },
  60.             [marry.married]: {
  61.                 rate: 0.8
  62.             }
  63.         }
  64.     }
  65. }
  66. const getRate = (age: number, hasMarried: 0 | 1, gender: 0 | 1) => {
  67.      const ageKey: string = age2key(age);
  68.      return premiumRate[ageKey]
  69.         && premiumRate[ageKey][gender]
  70.         && premiumRate[ageKey][gender][hasMarried]
  71. }

这样，一旦判断条件出现了变化，这里只需要修改premiumRate里面的数据就好了。
但是觉得这个例子举得还是不够好，后续又想了一些方法来优化，将代码修改为如下会更容易理解一些。

  1. enum ages {
  2.     unAdult = 0,
  3.     adult = 1
  4. }
  5. enum genders {
  6.     female = 0,
  7.     male = 1
  8. }
  9. enum marry = {
  10.     unmarried = 0,
  11.     married = 1
  12. }
  14. const age2key = (age: number): string => {
  15.     if (age < 18) {
  16.         return ages.unAdult
  17.     }
  18.     return ages.adult
  19. }
  20. const rates: number[] = [0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8]
  21. const premiumRate = {
  22.     0: [age.unAdult, genders.female, marry.unmarried],
  23.     1: [age.unAdult, genders.female, marry.married],
  24.     2: [age.unAdult, genders.male, marry.unmarried],
  25.     3: [age.unAdult, genders.male, marry.unmarried],
  26.     4: [age.adult, genders.female, marry.unmarried],
  27.     5: [age.adult, genders.female, marry.married],
  28.     6: [age.adult, genders.male, marry.unmarried],
  29.     7: [age.adult, genders.male, marry.unmarried]
  30. }
  31. type BoolCode = 0 | 1
  32. const getRate = (age: number, hasMarried: BoolCode, gender: BoolCode) => {
  33.     const ageKey: BoolCode = age2key(age)
  34.     let index: string = ''
  35.     Object.keys(premiumRate).forEach((key, i) => {
  36.         const condition: BoolCode[] = premiumRate[key]
  37.         if (condition[0] === ageKey 
  38.             && condition[1] === gender
  39.             && condition[2] === hasMarried
  40.         ) {
  41.             index = key;
  42.         }
  43.     })
  44.     return rates[index];
  45. }

这样修改后，结构更加清晰，也更容易维护。

索引访问表

我们前面那个保险费率问题，在处理年龄范围的时候很头疼，这种范围往往不像上面那么容易得到key。
我们当时提到了复制信息从而能够直接使用键值，但是这种方法浪费了很多空间，因为每个年龄都会保存着一份数据，但是如果我们只是保存索引，通过这个索引来查询数据呢？
假设人刚出生是0岁，最多能活到100岁，那么我们需要创建一个长度为101的数组，数组的下标对应着人的年龄，这样在0-17的每个年龄我们都储存'<18'，在18-65储存'18-65', 在65以上储存'>65'。
这样我们通过年龄就可以拿到对应的索引，再通过索引来查询对应的数据。
看起来这种方法要比上面的直接访问表更复杂，但是在一些很难通过转换键值、数据占用空间很大的场景下可以试试通过索引来访问。

  1. const ages: string[] = ['<18', '<18', '<18', '<18', ... , '18-65', '18-65', '18-65', '18-65', ... , '>65', '>65', '>65', '>65']
  2. const ageKey: string = ages[age];

阶梯访问表

同样是为了解决上面那个年龄范围的问题，阶梯访问没有索引访问直接，但是会更节省空间。
为了使用阶梯方法，你需要把每个区间的上限写入一张表中，然后通过循环来检查年龄所在的区间，所以在使用阶梯访问的时候一定要注意检查区间的端点。

  1. const ageRanges: number[] = [17, 65, 100],
  2.   keys: string[] = ['<18', '18-65', '>65'],
  3.   len: number = keys.length;
  4. const getKey = (age: number): string => {
  5.   for (let i = 0; i < len; i++) {
  6.     console.log('i', i)
  7.     console.log('ageRanges', ageRanges[i])
  8.     if (age <= ageRanges[i]) {
  9.       return keys[i]
  10.     }
  11.   }
  12.   return keys[len-1];
  13. }

阶梯访问适合在索引访问无法适用的场景，比如如果是浮点数，就无法用索引访问创建一个数组来拿到索引。
在数据量比较大的情况下，考虑用二分查找来代替顺序查找，。
在大多数情况下，优先使用直接访问和索引访问，除非两者实在无法处理，才考虑使用阶梯访问。

从这三种访问表来看，主要是为了解决如何从表中查询，在不同的场景应该使用合适的访问表。

表驱动的意义是将数据和逻辑剥离，在开发中，直接修改配置比修改逻辑要更加安全。数据的添加、删除比逻辑条件的添加、删除风险更低，数据来源也更加灵活。

引用知乎大V Ivony的一段话：

分析和阅读一段代码的时候，很多时候是有侧重面的，有时候侧重于数据，有时候侧重于逻辑。假设我们有这样一个需求，当某某值小于100时，就如何如何。那这个里面的100就是数据，当需求变更为某某值小于200时，才如何如何，那么我们关注的点在于这个数据的修改。而不是整个逻辑的修改，数据的剥离，有助于我们更快的发现修改点和修改代码。

参考资料：

  1. 代码大全（第2版）
  2. 这个例子中的if else也要重构掉吗？
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