IntelliJ IDEA本身提供了一些内置的代码审查工具和代码检查功能,这些工具可以帮助提高代码质量和检测潜在的问题。此外,你也可以集成第三方的代码审查工具,如SonarQube,来进一步提高代码质量。代码审查是消灭Bug最重要的方法之一,这些审查在大多数时候都特别奏效。由于代码审查本身所针对的对象,就是俯瞰整个代码在测试过程中的问题和Bug。并且,代码审查对消除一些特别细节的错误大有裨益,尤其是那些能够容易在阅读代码的时候发现的错误,这些错误往往不容易通过机器上的测试识别出来。本文就常见的Java代码中容易出现的问题提出一些建设性建议,以便您在审查代码的过程中注意到这些常见的细节性错误。
通常给别人的工作挑错要比找自己的错容易些。别样视角的存在也解释了为什么作者需要编辑,而运动员需要教练的原因。不仅不应当拒绝别人的批评,我们应该欢迎别人来发现并指出我们的编程工作中的不足之处,我们会受益匪浅的。
正规的代码审查(code inspection)是提高代码质量的最强大的技术之一,代码审查—由同事们寻找代码中的错误—所发现的错误与在测试中所发现的错误不同,因此两者的关系是互补的,而非竞争的。
如果审查者能够有意识地寻找特定的错误,而不是*漫无目的的浏览代码来发现错误,那么代码审查的效果会事半功倍。在这篇文章中,我列出了11个 Java编程中常见的错误。你可以把这些错误添加到你的代码审查的检查列表(checklist)中,这样在经过代码审查后,你可以确信你的代码中不再存在这类错误了。
常见错误1 多次拷贝字符串
测试所不能发现的一个错误是生成不可变(immutable)对象的多份拷贝。不可变对象是不可改变的,因此不需要拷贝它。最常用的不可变对象是String。
如果你必须改变一个String对象的内容,你应该使用StringBuffer。下面的代码会正常工作:
String s = new String ("Text here");
但是,这段代码性能差,而且没有必要这么复杂。你还可以用以下的方式来重写上面的代码:
String temp = "Text here";
String s = new String (temp);
但是这段代码包含额外的String,并非完全必要。更好的代码为:
String s = "Text here";
常见错误2 没有克隆(clone)返回的对象
封装(encapsulation)是面向对象编程的重要概念。不幸的是,Java为不小心打破封装提供了方便——Java允许返回私有数据的引用(reference)。下面的代码揭示了这一点:
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类保证了它所存储的height和width值永远非负数,试图使用setValues()方法来设置负值会触发异常。不幸的是,由于getValues()返回d的引用,而不是d的拷贝,你可以编写如下的破坏性代码:
Example ex = new Example();
Dimension d = ex.getValues();
d.height = -5;
d.width = -10;
现在,Example对象拥有负值了!如果getValues() 的调用者永远也不设置返回的Dimension对象的width 和height值,那么仅凭测试是不可能检测到这类的错误。
不幸的是,随着时间的推移,客户代码可能会改变返回的Dimension对象的值,这个时候,追寻错误的根源是件枯燥且费时的事情,尤其是在多线程环境中。
更好的方式是让getValues()返回拷贝:
public synchronized Dimension getValues(){
return new Dimension (d.x, d.y);
}
现在,Example对象的内部状态就安全了。调用者可以根据需要改变它所得到的拷贝的状态,但是要修改Example对象的内部状态,必须通过setValues()才可以。
常见错误3 不必要的克隆
我们现在知道了get方法应该返回内部数据对象的拷贝,而不是引用。但是,事情没有绝对:
/*** 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());
}
}
这段代码是安全的,但是就象在错误1#那样,又作了多余的工作。Integer对象,就象String对象那样,一旦被创建就是不可变的。因此,返回内部Integer对象,而不是它的拷贝,也是安全的。
方法getValue()应该被写为:
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变对象。jdk 所提供的若干不可变类包括:
·Boolean
·Byte
·Character
·Class
·Double
·Float
·Integer
·Long
·Short
·String
·大部分的Exception的子类
常见错误4 自编代码来拷贝数组
Java允许你克隆数组,但是开发者通常会错误地编写如下的代码,问题在于如下的循环用三行做的事情,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 = data;
}
}
这段代码是正确的,但却不必要地复杂。saveCopy()的一个更好的实现是:
void saveCopy (int[] data){
try{
copy = (int[])data.clone();
}catch (CloneNotSupportedException e){
// Can’t get here.
}
}
如果你经常克隆数组,编写如下的一个工具方法会是个好主意:
static int[] cloneArray (int[] data){
try{
return(int[])data.clone();
}catch(CloneNotSupportedException e){
// Can’t get here.
}
}
这样的话,我们的saveCopy看起来就更简洁了:
void saveCopy (int[] data){
copy = cloneArray ( data);
}
常见错误5 拷贝错误的数据
有时候程序员知道必须返回一个拷贝,但是却不小心拷贝了错误的数据。由于仅仅做了部分的数据拷贝工作,下面的代码与程序员的意图有偏差:
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();
}
}
这儿的问题在于getValues()方法仅仅克隆了数组,而没有克隆数组中包含的Dimension对象,因此,虽然调用者无法改变内部的数组使其元素指向不同的Dimension对象,但是调用者却可以改变内部的数组元素(也就是Dimension对象)的内容。方法getValues()的更好版本为:
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 = new Dimension (d.height, d.width);
}
return copy;
}
在克隆原子类型数据的*数组的时候,也会犯类似的错误。原子类型包括int,float等。简单的克隆int型的一维数组是正确的,如下所示:
public void store (int[] data) throws CloneNotSupportedException{
this.data = (int[])data.clone();
// OK
}
拷贝int型的二维数组更复杂些。Java没有int型的二维数组,因此一个int型的二维数组实际上是一个这样的一维数组:它的类型为int[]。简单的克隆int[][]型的数组会犯与上面例子中getValues()方法第一版本同样的错误,因此应该避免这么做。下面的例子演示了在克隆int型二维数组时错误的和正确的做法:
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 = (int[])data.clone();
}
}
常见错误6 检查new 操作的结果是否为null
Java编程新手有时候会检查new操作的结果是否为null。可能的检查代码为:
Integer i = new Integer (400);
if (i == null)
throw new NullPointerException();
检查当然没什么错误,但却不必要,if和throw这两行代码完全是浪费,他们的唯一功用是让整个程序更臃肿,运行更慢。
C/C++程序员在开始写java程序的时候常常会这么做,这是由于检查C中malloc()的返回结果是必要的,不这样做就可能产生错误。检查 C++中new操作的结果可能是一个好的编程行为,这依赖于异常是否被使能(许多编译器允许异常被禁止,在这种情况下new操作失败就会返回null)。在java 中,new 操作不允许返回null,如果真的返回null,很可能是虚拟机崩溃了,这时候即便检查返回结果也无济于事。
常见错误7 用== 替代.equals
在Java中,有两种方式检查两个数据是否相等:通过使用==操作符,或者使用所有对象都实现的.equals方法。原子类型(int, flosat, char 等)不是对象,因此他们只能使用==操作符,如下所示:
int x = 4;
int y = 5;
if (x == y)
System.out.println ("Hi");
// This ’if’ test won’t compile.
if (x.equals (y))
System.out.println ("Hi");
对象更复杂些,==操作符检查两个引用是否指向同一个对象,而equals方法则实现更专门的相等性检查。
更显得混乱的是由java.lang.Object 所提供的缺省的equals方法的实现使用==来简单的判断被比较的两个对象是否为同一个。
许多类覆盖了缺省的equals方法以便更有用些,比如String类,它的equals方法检查两个String对象是否包含同样的字符串,而Integer的equals方法检查所包含的int值是否相等。
大部分时候,在检查两个对象是否相等的时候你应该使用equals方法,而对于原子类型的数据,你用该使用==操作符。
常见错误8 混淆原子操作和非原子操作
Java保证读和写32位数或者更小的值是原子操作,也就是说可以在一步完成,因而不可能被打断,因此这样的读和写不需要同步。以下的代码是线程安全(thread safe)的:
public class Example{
private int value; // More code here...
public void set (int x){
// NOTE: No synchronized keyword
this.value = x;
}
}
不过,这个保证仅限于读和写,下面的代码不是线程安全的:
public void increment (){
// This is effectively two or three instructions:
// 1) Read current setting of ’value’.
// 2) Increment that setting.
// 3) Write the new setting back.
++this.value;
}
在测试的时候,你可能不会捕获到这个错误。首先,测试与线程有关的错误是很难的,而且很耗时间。其次,在有些机器上,这些代码可能会被翻译成一条指令,因此工作正常,只有当在其它的虚拟机上测试的时候这个错误才可能显现。因此最好在开始的时候就正确地同步代码:
public synchronized void increment (){
++this.value;
}
常见错误9 在catch 块中作清除工作
一段在catch块中作清除工作的代码如下所示:
OutputStream os = null;
try{
os = new OutputStream ();
// Do something with os here.
os.close();
}catch (Exception e){
if (os != null)
os.close();
}
尽管这段代码在几个方面都是有问题的,但是在测试中很容易漏掉这个错误。下面列出了这段代码所存在的三个问题:
1.语句os.close()在两处出现,多此一举,而且会带来维护方面的麻烦。
2.上面的代码仅仅处理了Exception,而没有涉及到Error。但是当try块运行出现了Error,流也应该被关闭。
3.close()可能会抛出异常。
上面代码的一个更优版本为:
OutputStream os = null;
try{
os = new OutputStream ();
// Do something with os here.
}finally{
if (os != null)
os.close();
}
这个版本消除了上面所提到的两个问题:代码不再重复,Error也可以被正确处理了。但是没有好的方法来处理第三个问题,也许最好的方法是把close()语句单独放在一个try/catch块中。
常见错误10 增加不必要的catch 块
一些开发者听到try/catch块这个名字后,就会想当然的以为所有的try块必须要有与之匹配的catch块。
C++程序员尤其是会这样想,因为在C++中不存在finally块的概念,而且try块存在的唯一理由只不过是为了与catch块相配对。
增加不必要的catch块的代码就象下面的样子,捕获到的异常又立即被抛出:
try{
// Nifty code here
}catch(Exception e){
throw e;
}finally{
// Cleanup code here
}
不必要的catch块被删除后,上面的代码就缩短为:
try{
// Nifty code here
}finally{
// Cleanup code here
}
常见错误11 没有正确实现equals,hashCode,或者clone 等方法
武汉Java培训方法equals,hashCode,和clone 由java.lang.Object提供的缺省实现是正确的。不幸地是,这些缺省实现在大部分时候毫无用处,因此许多类覆盖其中的若干个方法以提供更有用的功能。但是,问题又来了,当继承一个覆盖了若干个这些方法的父类的时候,子类通常也需要覆盖这些方法。在进行代码审查时,应该确保如果父类实现了 equals,hashCode,或者clone等方法,那么子类也必须正确。正确的实现equals,hashCode,和clone需要一些技巧。
以下是一些关于在IntelliJ IDEA中使用代码审查工具(包括SonarQube)来提高代码质量的最佳实践:
1. 使用内置代码检查工具: IntelliJ IDEA自带了强大的代码检查工具,例如代码分析、寻找潜在的问题、代码格式化等。确保启用这些工具,并根据项目的需求进行配置。
2. 配置代码检查规则: 根据项目的规范和最佳实践,配置内置代码检查工具的规则。可以自定义规则,也可以使用已有的规则集。
3. 实时代码检查: 启用实时代码检查,以便在编写代码时立即获得反馈。IntelliJ IDEA会在编辑器中标记潜在的问题,并提供修复建议。
4. 静态代码分析: 使用IntelliJ IDEA的静态代码分析功能,可以识别代码中的问题,如未使用的变量、空指针引用等。这些问题通常会在编译前被检测出来。
5. 代码审查工具集成: 如果你的团队使用SonarQube或其他代码审查工具,可以将其集成到IntelliJ IDEA中。SonarQube是一个流行的代码质量管理平台,它可以帮助你分析和改进代码质量。
6. SonarLint插件: 使用SonarLint插件,它可以与SonarQube集成,并在本地开发环境中执行代码检查,以确保开发者在提交代码到仓库之前就可以发现问题。
7. 检查并解决问题: 定期运行代码检查工具,分析代码,并解决潜在的问题。确保代码审查不仅仅是一个任务,而是一个持续的过程。
8. 团队合作: 促使团队成员参与代码审查,确保多个眼睛检查代码。代码审查是发现问题和知识分享的好机会。
9. 自动化集成: 将代码审查工具的集成自动化,以便在代码提交或持续集成过程中自动运行代码审查。这有助于确保每次提交都经过了审查。
10. 持续改进: 定期审查代码审查工具的输出,了解项目中的常见问题,并采取措施来改进代码质量。
通过合理配置和使用IntelliJ IDEA的内置代码检查工具,以及集成SonarQube等外部工具,你可以显著提高代码质量,降低潜在的bug和技术债务,从而使项目更加可维护和稳定。