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代碼審查是消滅Bug最重要的方法之一,這些審查在大多數時候都特別奏效。由于代碼審查本身所針對的對象,就是俯瞰整個代碼在測試過程中的問題和Bug。并且,代碼審查對消除一些特別細節的錯誤大有裨益,尤其是那些能夠容易在閱讀代碼的時候發現的錯誤,這些錯誤往往不容易通過機器上的測試識別出來。本文就常見的Java代碼中容易出現的問題提出一些建設性建議,以便您在審查代碼的過程中注意到這些常見的細節性錯誤。
通常給別人的工作挑錯要比找自己的錯容易些。別樣視角的存在也解釋了為什么作者需要編輯,而運動員需要教練的原因。不僅不應當拒絕別人的批評,我們應該歡迎別人來發現并指出我們的編程工作中的不足之處,我們會受益匪淺的。
正規的代碼審查(code inspection)是提高代碼質量的最強大的技術之一,代碼審查—由同事們尋找代碼中的錯誤—所發現的錯誤與在測試中所發現的錯誤不同,因此兩者的關系是互補的,而非競爭的。
如果審查者能夠有意識地尋找特定的錯誤,而不是靠漫無目的的瀏覽代碼來發現錯誤,那么代碼審查的效果會事半功倍。在這篇文章中,我列出了6個Java編程中常見的錯誤。你可以把這些錯誤添加到你的代碼審查的檢查列表(checklist)中,這樣在經過代碼審查后,你可以確信你的代碼中不再存在這類錯誤了。
測試所不能發現的一個錯誤是生成不可變(immutable)對象的多份拷貝。不可變對象是不可改變的,因此不需要拷貝它。最常用的不可變對象是String。
如果你必須改變一個String對象的內容,你應該使用StringBuffer。下面的代碼會正常工作:
String s = new String ("Text here");
但是,這段代碼性能差,而且沒有必要這么復雜。你還可以用以下的方式來重寫上面的代碼:
String temp = "Text here";
String s = new String (temp);
但是這段代碼包含額外的String,并非完全必要。更好的代碼為:
String s = "Text here";
封裝(encapsulation)是面向對象編程的重要概念。不幸的是,Java為不小心打破封裝提供了方便——Java允許返回私有數據的引用(reference)。下面的代碼揭示了這一點:
import java.awt.Dimension;
/***Example class.The x and y values should never*be negative.*/
public class Example{
private Dimension d = new Dimension (0, 0);
public Example (){
}
/*** Set height and width. Both height and width must be nonnegative * or an exception is thrown.*/
public synchronized void setValues (int height,int width) throws IllegalArgumentException{
if (height < 0 || width < 0)
throw new IllegalArgumentException();
d.height = height;
d.width = width;
}
public synchronized Dimension getValues(){
// Ooops! Breaks encapsulation
return d;
}
}
Example類保證了它所存儲的height和width值永遠非負數,試圖使用setValues()方法來設置負值會觸發異常。不幸的是,由于getValues()返回d的引用,而不是d的拷貝,你可以編寫如下的破壞性代碼:
Example ex = new Example();
Dimension d = ex.getValues();
d.height = -5;
d.width = -10;
現在,Example對象擁有負值了!如果getValues() 的調用者永遠也不設置返回的Dimension對象的width 和height值,那么僅憑測試是不可能檢測到這類的錯誤。
不幸的是,隨著時間的推移,客戶代碼可能會改變返回的Dimension對象的值,這個時候,追尋錯誤的根源是件枯燥且費時的事情,尤其是在多線程環境中。
更好的方式是讓getValues()返回拷貝:
public synchronized Dimension getValues(){
return new Dimension (d.x, d.y);
}
現在,Example對象的內部狀態就安全了。調用者可以根據需要改變它所得到的拷貝的狀態,但是要修改Example對象的內部狀態,必須通過setValues()才可以。
我們現在知道了get方法應該返回內部數據對象的拷貝,而不是引用。但是,事情沒有絕對:
/*** Example class.The value should never * be negative.*/
public class Example{
private Integer i = new Integer (0);
public Example (){
}
/*** Set x. x must be nonnegative* or an exception will be thrown*/
public synchronized void setValues (int x) throws IllegalArgumentException{
if (x < 0)
throw new IllegalArgumentException();
i = new Integer (x);
}
public synchronized Integer getValue(){
// We can’t clone Integers so we makea copy this way.
return new Integer (i.intValue());
}
}
這段代碼是安全的,但是就象在錯誤1#那樣,又作了多余的工作。Integer對象,就象String對象那樣,一旦被創建就是不可變的。因此,返回內部Integer對象,而不是它的拷貝,也是安全的。
方法getValue()應該被寫為:
public synchronized Integer getValue(){
// ’i’ is immutable, so it is safe to return it instead of a copy.
return i;
}
Java程序比C++程序包含更多的不可變對象。JDK 所提供的若干不可變類包括:
Java允許你克隆數組,但是開發者通常會錯誤地編寫如下的代碼,問題在于如下的循環用三行做的事情,如果采用Object的clone方法用一行就可以完成:
public class Example{
private int[] copy;
/*** Save a copy of ’data’. ’data’ cannot be null.*/
public void saveCopy (int[] data){
copy = new int[data.length];
for (int i = 0; i < copy.length; ++i)
copy[i] = data[i];
}
}
這段代碼是正確的,但卻不必要地復雜。saveCopy()的一個更好的實現是:
void saveCopy (int[] data){
try{
copy = (int[])data.clone();
}
catch (CloneNotSupportedException e){
// Can’t get here.
}
}
如果你經常克隆數組,編寫如下的一個工具方法會是個好主意:
static int[] cloneArray (int[] data){
try{
return(int[])data.clone();
}
catch(CloneNotSupportedException e){
// Can’t get here.
}
}
這樣的話,我們的saveCopy看起來就更簡潔了:
void saveCopy (int[] data){
copy = cloneArray ( data);
}
有時候程序員知道必須返回一個拷貝,但是卻不小心拷貝了錯誤的數據。由于僅僅做了部分的數據拷貝工作,下面的代碼與程序員的意圖有偏差:
import java.awt.Dimension;
/*** Example class. The height and width values should never * be
negative. */
public class Example{
static final public int TOTAL_VALUES = 10;
private Dimension[] d = new Dimension[TOTAL_VALUES];
public Example (){
}
/*** Set height and width. Both height and width must be nonnegative * or an exception will be thrown. */
public synchronized void setValues (int index, int height, int width) throws IllegalArgumentException{
if (height < 0 || width < 0)
throw new IllegalArgumentException();
if (d[index] == null)
d[index] = new Dimension();
d[index].height = height;
d[index].width = width;
}
public synchronized Dimension[] getValues()
throws CloneNotSupportedException{
return (Dimension[])d.clone();
}
}
這兒的問題在于getValues()方法僅僅克隆了數組,而沒有克隆數組中包含的Dimension對象,因此,雖然調用者無法改變內部的數組使其元素指向不同的Dimension對象,但是調用者卻可以改變內部的數組元素(也就是Dimension對象)的內容。方法getValues()的更好版本為:
public synchronized Dimension[] getValues() throws CloneNotSupportedException{
Dimension[] copy = (Dimension[])d.clone();
for (int i = 0; i < copy.length; ++i){
// NOTE: Dimension isn’t cloneable.
if (d != null)
copy[i] = new Dimension (d[i].height, d[i].width);
}
return copy;
}
在克隆原子類型數據的多維數組的時候,也會犯類似的錯誤。原子類型包括int,float等。簡單的克隆int型的一維數組是正確的,如下所示:
public void store (int[] data) throws CloneNotSupportedException{
this.data = (int[])data.clone();
// OK
}
拷貝int型的二維數組更復雜些。Java沒有int型的二維數組,因此一個int型的二維數組實際上是一個這樣的一維數組:它的類型為int[]。簡單的克隆int[][]型的數組會犯與上面例子中getValues()方法第一版本同樣的錯誤,因此應該避免這么做。下面的例子演示了在克隆int型二維數組時錯誤的和正確的做法:
public void wrongStore (int[][] data) throws CloneNotSupportedException{
this.data = (int[][])data.clone();
// Not OK!
}
public void rightStore (int[][] data){
// OK!
this.data = (int[][])data.clone();
for (int i = 0; i < data.length; ++i){
if (data != null)
this.data[i] = (int[])data[i].clone();
}
}
Java編程新手有時候會檢查new操作的結果是否為null。可能的檢查代碼為:
Integer i = new Integer (400);
if (i == null)
throw new NullPointerException();
檢查當然沒什么錯誤,但卻不必要,if和throw這兩行代碼完全是浪費,他們的唯一功用是讓整個程序更臃腫,運行更慢。
C/C++程序員在開始寫java程序的時候常常會這么做,這是由于檢查C中malloc()的返回結果是必要的,不這樣做就可能產生錯誤。檢查C++中new操作的結果可能是一個好的編程行為,這依賴于異常是否被使能(許多編譯器允許異常被禁止,在這種情況下new操作失敗就會返回null)。在java 中,new 操作不允許返回null,如果真的返回null,很可能是虛擬機崩潰了,這時候即便檢查返回結果也無濟于事。
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