IF IF THEN IF ELSE IF

2. septembar 2024.

U starom, nasleđenom kodu se potkrala greška. Možete li je pronaći?

boolean hasHttp = false;
boolean hasHttps = false;
boolean hasHsts = false;

if ((hrs.getHasHttp() != null) && (hrs.getHasHttp())) {
    hasHttp = true;
    httpHosts++;
}

if (hrs.getHasHttps() != null) {
    httpsHosts++;
    if (hrs.getHasHttps()) {
        hasHttps = true;
        httpsHostsPresent++;
    } else {
        httpsHostsNone++;
    }
} else {
    httpsHostsUnknown++;
}


if (hasHttps) {
    if (hasHttp) {
        if (hrs.getHasHttpsRedirection() != null) {
            if (hrs.getHasHttpsRedirection()) {
                httpsRedirectionPresent++;
            } else {
                httpsRedirectionNone++;
            }
        } else {
            httpsRedirectionUnknown++;
        }
    } else {
        httpsRedirectionPresent++;
    }
} else {
    httpsRedirectionNotApplicable++;
}

if (httpsRedirectionPresent
	+ httpsRedirectionNone
	+ httpsRedirectionUnknown
	+ httpsRedirectionNotApplicable
	!= httpsHosts) // ERROR

Pre ili kasnije, ovako nešto se dogodi svima na ovaj ili onaj način; nećemo osuđivati kod, već iz njega učiti.

Odavno nameravam da pišem o if uslovu. Ono je inherentno kompleksan jer uvodi granjanje: jedan tok postaje dva. Razumevanje je time otežano. Mnoge greške se često pojavljuju zbog i oko if i prateće logike. Međutim, if mora postojati u programiranju: nema koda bez logičkog granjanja.

Dugo sam naginjao tome da je if problem. Logičko granjanje nam je tako dostupno: postoji u svakom jeziku na svetu, a uči se od prvog časa programiranja i algoritama. Zapravo, insistira se na njemu! Naučeni smo da uopšte ne razmišljamo o granjanju: to je alatka koju neštedemice trošimo i… završimo sa kodom sličnim gornjem. Postoje brojni načini kako da se smanji/uprosti korišćenje if: ne bi trebalo da imamo ugnježedene pitalice, kondicionalni blokovi bi trebalo da su kratki, a neretko možemo kombinovanjem funkcija ostvariti istu funkcionalnost, bez granjanja, itd.

Međutim, srž problema nije u if. Problem je u boolean. Reč je o primitive obsession mirisu; u njegovom najekstremnijem obliku. Mnogo domenskih informacija ulivamo u jednostavno true i false. Samo jedan bit: 1 ili 0 u našim programima označava mnogo toga važnog za domen i odlučuje, ništa manje, na koju stranu se program kreće. “Samo” toliko.

Kao zagrižen borac protiv primitivizma i opsesija, smatram da boolean treba izbegavati. Zamenimo ih konkretnim tipovima. Isto kao što u kodu koristimo BookId i Address tipove, tako bitove treba zameniti odogovarajućim (algebarskim data) tipovima.

Ako nastavimo razmišljanje: problem je kada boolean služi da opiše stanje. Zamislite nekakav domen u kome se subjekat može naći u 3 stanja: recimo, lift, može biti u pokretu, zaustavljanjen ili isključen. Ako bi koristili boolean bit kao informaciju za svako stanje, dobijamo 2^3=8 nekakvih mogućih stanja, a kako je većina bez domenskog značenja, trebamo se dodatno brinuti da nam sistem ne završi u nekom od njih. Mnogo koda samo zarad pogrešnog načina praćenja stanja. Umesto bitova, trebalo bi da razmišljamo o konkretnim i jednoznačnim tipovima/vrednostima. Kada već pričamo o stanjima, prirodno se nadovezujemo na mašinu stanja (state machine), tkzv. konačni automat. On se može predstaviti grafom mogućih stanja i prelazima između njih. Omogućuje da jasno vidimo stanja i dozvoljene putanje, a ne tek samo jedan bit. U primeru našeg lifta, ne možemo preći iz stanja “u pokretu” u “isključen”, već moramo prvo stati, pa tek onda ga isključiti. Pisanje koda imajući na umu mašinu stanja je jasnije i sigurnije - sve i da ne koristimo nekakvu biblioteku za mašinu stanja (na čemu ne insistiram.)

Primitivni tipovi ne bi trebalo da služe za definisanje programskog značenja.

A gde je greška?

Iz istog razloga zašto primitivne vredosti ne bi trebalo da imaju programsko značenje (semantiku), tako i null treba izbegavati. To je apsurdna i paradoksalna vrednost koja nema značenje, a ipak joj je dodeljeno (domensko) značenje: vrednost koja nije vrednost.

U gornjem kodu, kombinacija raspršavanja stanja po boolean varijablama i korišćenje null dovodi do greške. Postoji sledeća putanja:

hrs.getHasHttps() je null
httpsHosts se ne uvećava
hasHttps ostaje false
uvećava se httpsRedirectionNotApplicable u poslednjoj grani - iako ne bi trebalo,

što dovodi da leva strana jednačine bude veća od desne.

Ne znam kako bih ispravno napisao gornji kod. To je okej. Znam da bih vodio računa o sledećem:

promenio bih imenovanje, jer http, https i hsts izgledaju toliko slično,
sve promenljive koji imaju isti prefiks su kandidat za novi tip,
zamenio null sa enumom,
uveo tip za opis stanja redirekcije, umesto četiri boolean varijable,
kondicionalno brojanje bih zamenio predikatima,
na sve načine izbegao ugnježdene if.

Tek nakon ovih izmena bih mogao da počnem sa rezonovanjem kako bolje napisati samu funkcionalnost.

“Počisti, pa razmišljaj.”

Adendum

Primeri refaktorisanja - autor Bojan Čoka