要寫出好代碼，首先需要提升品位。

很多軟件工程師寫不好代碼，在評審他人的代碼時(shí)也看不出問題，就是因?yàn)槿狈么a標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識。

現(xiàn)在還有太多的軟件工程師認(rèn)為，代碼只要可以正確執(zhí)行就可以了。這是一種非常低的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，很多重要的方面都被忽視了。

好代碼的特性

好代碼具有以下特性。

1. 魯棒（Solid and Robust）

代碼不僅要被正確執(zhí)行，我們還要考慮對各種錯(cuò)誤情況的處理，比如各種系統(tǒng)調(diào)用和函數(shù)調(diào)用的異常情況，系統(tǒng)相關(guān)組件的異常和錯(cuò)誤。

對很多產(chǎn)品級的程序來說，異常和錯(cuò)誤處理的邏輯占了很大比例。

2. 高效（Fast）

程序的運(yùn)行應(yīng)使用盡量少的資源。資源不僅僅包括CPU，還可能包括存儲(chǔ)、I/O等。

設(shè)計(jì)高效的程序，會(huì)運(yùn)用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法方面的知識，同時(shí)要考慮到程序運(yùn)行時(shí)的各種約束條件。

3. 簡潔（Maintainable and Simple）

代碼的邏輯要盡量簡明易懂，代碼要具有很好的可維護(hù)性。對于同樣的目標(biāo)，能夠使用簡單清楚的方法達(dá)成，就不要使用復(fù)雜晦澀的方法。

“大道至簡”，能否把復(fù)雜的問題用簡單的方式實(shí)現(xiàn)出來，這是一種編程水平的體現(xiàn)。

4. 簡短（Small）

在某種意義上，代碼的復(fù)雜度和維護(hù)成本是和代碼的規(guī)模直接相關(guān)的。在實(shí)現(xiàn)同樣功能的時(shí)候，要盡量將代碼寫得簡短一些。

簡潔高于簡短。這里要注意，某些人為了能把代碼寫得簡短，使用了一些晦澀難懂的描述方式，降低了代碼的可讀性。這種方式是不可取的。

5. 可測試（Testable）

代碼的正確性要通過測試來保證，尤其是在敏捷的場景下，更需要依賴可自動(dòng)回歸執(zhí)行的測試用例。

在代碼的設(shè)計(jì)中，要考慮如何使代碼可測、易測。一個(gè)比較好的實(shí)踐是使用TDD（Test-Driven Development，測試驅(qū)動(dòng)開發(fā)）的方法，這樣在編寫測試用例的時(shí)候會(huì)很快發(fā)現(xiàn)代碼在可測試性方面的問題。

6. 共享（Re-Usable）

大量的程序?qū)嶋H上都使用了類似的框架或邏輯。由于目前開源代碼的大量普及，很多功能并不需要重復(fù)開發(fā)，只進(jìn)行引用和使用即可。

在一個(gè)組織內(nèi)部，應(yīng)鼓勵(lì)共享和重用代碼，這樣可以有效降低代碼研發(fā)的成本，并提升代碼的質(zhì)量。

實(shí)現(xiàn)代碼的共享，不僅需要在意識方面提升，還需要具有相關(guān)的能力（如編寫?yīng)毩ⅰ⒏哔|(zhì)量的代碼庫）及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的支持（如代碼搜索、代碼引用機(jī)制）。

7. 可移植（Portable）

某些程序需要在多種操作系統(tǒng)下運(yùn)行，在這種情況下，代碼的可移植性成為一種必需的能力。

要讓代碼具有可移植性，需要對所運(yùn)行的各種操作系統(tǒng)底層有充分的理解和統(tǒng)一抽象。一般會(huì)使用一個(gè)適配層來屏蔽操作系統(tǒng)底層的差異。

一些編程語言也提供了多操作系統(tǒng)的可移植性，如很多基于Python語言、Java語言、Go語言編寫的程序，都可以跨平臺運(yùn)行。

8. 可觀測（Observable） / 可監(jiān)控（Monitorable）

面對目前大量存在的在線服務(wù)（Online Service）程序，需要具備對程序的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行細(xì)致而持續(xù)監(jiān)控的能力。

這要求在程序設(shè)計(jì)時(shí)就提供相關(guān)的機(jī)制，包括程序狀態(tài)的收集、保存和對外輸出。

9. 可運(yùn)維（Operational）

可運(yùn)維已經(jīng)成為軟件研發(fā)活動(dòng)的重要組成部分，可運(yùn)維重點(diǎn)關(guān)注成本、效率和穩(wěn)定性三個(gè)方面。

程序的可運(yùn)維性和程序的設(shè)計(jì)、編寫緊密相關(guān)，如果在程序設(shè)計(jì)階段就沒有考慮可運(yùn)維性，那么程序運(yùn)行的運(yùn)維目標(biāo)則難以達(dá)成。

10. 可擴(kuò)展（Scalable and Extensible）

可擴(kuò)展包含“容量可擴(kuò)展”（Scalable）和“功能可擴(kuò)展”（Extensible）兩方面。

在互聯(lián)網(wǎng)公司的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，“容量可擴(kuò)展”是重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)之一。系統(tǒng)要盡量支持通過增加資源來實(shí)現(xiàn)容量的線性提高。

快速響應(yīng)需求的變化，是互聯(lián)網(wǎng)公司的另外一個(gè)重要挑戰(zhàn)。可考慮使用插件式的程序設(shè)計(jì)方式，以容納未來可能新增的功能，也可考慮使用類似Protocol Buffer 這樣的工具，支持對協(xié)議新增字段。

以上十條標(biāo)準(zhǔn)，如果要記住，可能有些困難。我們可以把它們歸納為四個(gè)方面，見表1。

表1  對一流代碼特性的匯總分類

壞代碼的例子

關(guān)于好代碼，上面介紹了一些特性，本節(jié)也給出壞代碼（Bad Code）的幾個(gè)例子。關(guān)于壞代碼，本書沒有做系統(tǒng)性總結(jié)，只是希望通過以下這些例子的展示讓讀者對壞代碼有直觀的感覺。

1. 不好的函數(shù)名稱（Bad Function Name）

如do()，這樣的函數(shù)名稱沒有多少信息量；又如myFunc()，這樣的函數(shù)名稱，個(gè)人色彩過于強(qiáng)烈，也沒有足夠的信息量。

2. 不好的變量名稱（Bad Variable Name）

如a、b、c、i、j、k、temp，這樣的變量名稱在很多教科書中經(jīng)常出現(xiàn)，很多人在上學(xué)期間寫代碼時(shí)也會(huì)經(jīng)常這樣用。如果作為局部變量，這樣的名稱有時(shí)是可以接受的；但如果作為作用域稍微大的變量，這樣的名稱就非常不可取了。

3. 沒有注釋（No Comments）

有寫注釋習(xí)慣的軟件工程師很少，很多軟件工程師認(rèn)為寫注釋是浪費(fèi)時(shí)間，是“額外”的工作。但是沒有注釋的代碼，閱讀的成本會(huì)比較高。

4. 函數(shù)不是單一目的（The Function has No Single Purpose）

如LoadFromFileAndCalculate()。這個(gè)例子是我編造的，但現(xiàn)實(shí)中這樣的函數(shù)其實(shí)不少。很多函數(shù)在首次寫出來的時(shí)候，就很難表述清楚其用途；還有一些函數(shù)隨著功能的擴(kuò)展，變得越來越龐雜，也就慢慢地說不清它的目的了。

這方面的問題可能很多人都沒有充分地認(rèn)識到——非單一目的的函數(shù)難以維護(hù)，也難以復(fù)用。

5. 不好的排版（Bad Layout）

不少人認(rèn)為，程序可以正常執(zhí)行就行了，所以一些軟件工程師不重視對代碼的排版，認(rèn)為這僅僅是一種“形式”。

沒有排好版的程序，在閱讀效率方面會(huì)帶來嚴(yán)重問題。這里舉一個(gè)極端的例子：對于C語言來說，“;”可作為語句的分割符，而“縮進(jìn)”和“換行”對于編譯器來說是無用的，所以完全可以把一段C語言程序都“壓縮”在一行內(nèi)。這樣的程序是可以運(yùn)行的，但是對人來說，可讀性非常差。這樣的程序肯定是我們非常不希望看到的。

6. 無法測試（None Testable）

程序的正確性要依賴測試來保證（雖然測試并不能保證程序完全無錯(cuò)）。無法或不好為之編寫測試用例的程序，是很難有質(zhì)量保證的。

好代碼從哪里來

上一節(jié)說明了好代碼的特性，本節(jié)來分析好代碼是如何產(chǎn)出的。

好代碼不止于編碼

好代碼從哪里來？

對于這個(gè)問題，很多讀者肯定會(huì)說：“好代碼肯定是寫出來的呀。”

我曾做過多次調(diào)研，發(fā)現(xiàn)很多軟件工程師日常所讀的書確實(shí)是和“寫代碼”緊密相關(guān)的。

但是，這里要告訴讀者的是，代碼不只是“寫”出來的。在很多年前，我所讀的軟件工程方面的教科書就告訴我，編碼的時(shí)間一般只占一個(gè)項(xiàng)目所花時(shí)間的 10%。我曾說過一句比較有趣的話：

“如果一個(gè)從業(yè)者告訴你，他的大部分時(shí)間都在寫代碼，那么他大概率不是一個(gè)高級軟件工程師。”

那么，軟件工程師的時(shí)間都花到哪里去了呢？軟件工程師的時(shí)間應(yīng)該花在哪里呢？

好的代碼是多個(gè)工作環(huán)節(jié)的綜合結(jié)果。

（1）在編碼前，需要做好需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而這兩項(xiàng)工作是經(jīng)常被大量軟件工程師忽略或輕視的環(huán)節(jié)。

（2）在編碼時(shí)，需要編寫代碼和編寫單元測試。對于“編寫代碼”，讀者都了解；而對于“編寫單元測試”，有些軟件工程師就不認(rèn)同了，甚至還有人誤以為單元測試是由測試工程師來編寫的。

（3）在編碼后，要做集成測試、上線，以及持續(xù)運(yùn)營/迭代改進(jìn)。這幾件事情都是要花費(fèi)不少精力的，比如上線，不僅僅要做程序部署，而且要考慮程序是如何被監(jiān)控的。有時(shí)，為了一段程序的上線，設(shè)計(jì)和實(shí)施監(jiān)控的方案要花費(fèi)好幾天才能完成。

因此，一個(gè)好的系統(tǒng)或產(chǎn)品是以上這些環(huán)節(jié)持續(xù)循環(huán)執(zhí)行的結(jié)果。

需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1. 幾種常見的錯(cuò)誤現(xiàn)象

相對于編碼工作，需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)是兩個(gè)經(jīng)常被忽視的環(huán)節(jié)。在現(xiàn)實(shí)工作中，我們經(jīng)常會(huì)看到以下這些現(xiàn)象。

（1）很多人錯(cuò)誤地認(rèn)為，寫代碼才是最重要的事情。不少軟件工程師如果一天沒有寫出幾行代碼，就會(huì)認(rèn)為工作沒有進(jìn)展；很多管理者也會(huì)以代碼的產(chǎn)出量作為衡量工作結(jié)果的主要標(biāo)準(zhǔn)，催促軟件工程師盡早開始寫代碼。

（2）有太多的從業(yè)者，在沒有搞清楚項(xiàng)目目標(biāo)之前就已經(jīng)開始編碼了。在很多時(shí)候，項(xiàng)目目標(biāo)都是通過并不準(zhǔn)確的口頭溝通來確定的。例如：

“需要做什么？”

“就按照×××網(wǎng)站的做一個(gè)吧。”

（3）有太多的從業(yè)者，在代碼編寫基本完成后，才發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)思路是有問題的。他們在很多項(xiàng)目上花費(fèi)很少（甚至沒有花費(fèi)）時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對于在設(shè)計(jì)中所隱藏的問題并沒有仔細(xì)思考和求證。基于這樣的設(shè)計(jì)投入和設(shè)計(jì)質(zhì)量，項(xiàng)目出現(xiàn)設(shè)計(jì)失誤也是很難避免的。而面對一個(gè)已經(jīng)完成了基本編碼的項(xiàng)目，如果要“動(dòng)大手術(shù)”來修改它，相信每個(gè)有過類似經(jīng)歷的人都一定深知那種感受——越改越亂，越改越著急。

以上這幾種情況，很多讀者是不是都有過類似經(jīng)歷？

2. 研發(fā)前期多投入，收益更大

關(guān)于軟件研發(fā)，首先我們需要建立一個(gè)非常重要的觀念。

在研發(fā)前期（需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)）多投入資源，相對于把資源都投入在研發(fā)后期（編碼、測試等），其收益更大。

這是為什么呢？

要回答這個(gè)問題，需要從軟件研發(fā)全生命周期的角度來考量軟件研發(fā)的成本。除編碼外，軟件測試、上線、調(diào)試等都需要很高成本。如果我們把需求搞錯(cuò)了，那么與錯(cuò)誤需求有關(guān)的設(shè)計(jì)、編碼、測試、上線等成本就都浪費(fèi)了；如果我們把設(shè)計(jì)搞錯(cuò)了，那么與錯(cuò)誤設(shè)計(jì)相關(guān)的編碼、測試、上線的成本也就浪費(fèi)了。

如果仔細(xì)考量那些低效的項(xiàng)目，會(huì)發(fā)現(xiàn)有非常多的類似于上面提到的“浪費(fèi)”的地方。軟件工程師似乎都很忙，但是在錯(cuò)誤方向上所做的所有努力并不會(huì)產(chǎn)生任何價(jià)值，而大部分的加班實(shí)際上是在做錯(cuò)誤的事情，或者是為了補(bǔ)救錯(cuò)誤而努力。在這種情況下，將更多的資源和注意力向研發(fā)前期傾斜會(huì)立刻收到良好的效果。

3. 修改代碼和修改文檔，哪個(gè)成本更高

很多軟件工程師不愿意做需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是因?yàn)閷Α皩懳臋n”有著根深蒂固的偏見。這里問大家一個(gè)問題，如果大家對這個(gè)問題能給出正確的回答，那么在“寫文檔”的意識方面，一定會(huì)有很大的轉(zhuǎn)變。

任何人都不是神仙，無法一次就把所有事情做對。對于一段程序來說，它一定要經(jīng)過一定周期的修改和迭代。這時(shí)有兩種選擇：

選擇一：修改文檔。在設(shè)計(jì)文檔時(shí)完成迭代調(diào)整，待沒有大問題后再開始編碼。

選擇二：修改代碼。只有粗略的設(shè)計(jì)文檔，或者沒有設(shè)計(jì)文檔，直接開始編碼，所有的迭代調(diào)整都在代碼上完成。

請大家判斷，修改代碼和修改文檔，哪個(gè)成本更高？

在之前的一些分享交流會(huì)上，對于這個(gè)問題，有人會(huì)說，修改文檔的成本更高。因?yàn)樵谛薷奈臋n后還要修改代碼，多了一道手續(xù)。而直接修改代碼，只需要做一次，這樣更直接。

這個(gè)回答說明了回答者沒有充分理解“先寫文檔，后寫代碼”的設(shè)計(jì)方法。如果沒有充分重視設(shè)計(jì)文檔的工作，在輸出的設(shè)計(jì)文檔質(zhì)量不高的情況下就開始編碼，確實(shí)會(huì)出現(xiàn)以上提到的問題。但是，如果在設(shè)計(jì)文檔階段就已經(jīng)做了充分考慮，會(huì)減少對代碼的迭代和反復(fù)。

對于同樣的設(shè)計(jì)修改，“修改代碼”的成本遠(yuǎn)高于“修改文檔”。這是因?yàn)椋谠O(shè)計(jì)文檔中只會(huì)涉及主要的邏輯，那些細(xì)小的、顯而易見的邏輯不會(huì)在設(shè)計(jì)文檔中出現(xiàn)。在修改設(shè)計(jì)文檔時(shí)，也只會(huì)影響到這些主要邏輯。而如果在代碼中做修改，不僅會(huì)涉及這些主要邏輯，而且會(huì)涉及那些在文檔中不會(huì)出現(xiàn)的細(xì)小邏輯。對于一段程序來說，任何一個(gè)邏輯出現(xiàn)問題，程序都是無法正常運(yùn)行的。

4. 需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)之間的差別

很多讀者無法清楚地區(qū)分“需求分析”和“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”之間的差別，于是會(huì)發(fā)現(xiàn)，在寫出的文檔中，有些需求分析文檔里出現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，而有些系統(tǒng)設(shè)計(jì)文檔里又混雜了需求分析的內(nèi)容。

我們用幾句話可以非常明確地給出二者的差異。

（1）需求分析：定義系統(tǒng)/軟件的黑盒的行為，它是從外部（External）看到的，在說明“是什么”（What）。

（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)系統(tǒng)/軟件的白盒的機(jī)制，它是從內(nèi)部（Internal）看到的，要說明“怎么做”（How）和“為什么”（Why）。

比如，對一輛汽車來說，首先使用者從外部可以看到車廂、車輪，坐在車?yán)锟梢钥吹椒较虮P、剎車踏板、油門踏板等；操作方向盤可以改變汽車的行駛方向，腳踩剎車踏板、油門踏板可用于減速和加速。以上這些是對汽車的“需求分析”。

然后，我們想象汽車外殼和內(nèi)部變成了透明的，可以看到汽車內(nèi)部的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、傳動(dòng)桿、與剎車相關(guān)的內(nèi)部裝置等。而這些對駕駛者來說是不可見的，它們是對汽車的“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”。