TDD项目实战-命令行参数解析

2023-05-16

认识
- 1.基本规则
- 2.三步骤
- 3.任务分解法
- 总结
项目1命令行参数解析
- 01 | 任务分解法与整体工作流程
- - 1.API 构思与组件划分
  - 2.功能分解与任务列表
  - 3.红绿灯循环
- 02 | 识别坏味道与代码重构
- - 1.引入多态接口
  - 2.使用“抽象工厂”模式的变体来替换分支（消除分支）
  - 3.使用Function特性（消除代码重复）
  - 4.利用工厂方法，消除代码
- 03 | 按测试策略重组测试
- - 1.调整任务列表
  - 2.红绿灯循环
  - - BooleanOptionParserTest
    - SingleValuedOptionParserTest
  - 3.按照测试策略重组测试
  - 4.红绿灯循环
- 04 |实现对于列表参数的支持
- - 1.不易察觉的坏味道
  - - 定义方法代替注释
    - 变化实现方式，使实现直观
    - Optional消除重复代码
    - 重组代码结构
  - 2.列表参数解析
  - - 任务列表划分
    - 红绿循环
    - 重构
    - 问题
    - 去除重复代码
- 总结

认识

1.基本规则

当且仅当存在失败的自动化测试时，才开始编写生产代码
消除重复（消除坏味道）

2.三步骤

红 / 绿 / 重构

红：编写一个失败的小测试，甚至可以是无法编译的测试
绿：让这个测试快速通过，甚至不惜犯下任何罪恶
重构：消除上一步中产生的所有重复（坏味道）

3.任务分解法

构思软件被使用的方式
构思功能的实现方式，划分所需组件以及组件间的关系（没思路，可以不划分）
根据需求的功能描述拆分功能点，功能点考虑正确路径（Happy Path），边界路径（Side Path）
依照组件以及组件间的关系，将功能拆分到对应组件
针对拆分的结果编写测试，进入红 / 绿 / 重构循环

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总结

TDD是三项已有技术的重组：先大概设计,再落地测试,再重构出最终代码
1. 设计能力:软件设计原则/思想/模式
2. 测试能力:测试技术/方法/工具
3. 重构能力:代码坏味道,重构方法/工具
需求分析：
1. 任务列表：从无到有实现各个功能点
  
  任务列表是一个随代码结构（重构）、测试策略（在哪个范围内测试）、代码实现情况（存在哪些缺陷）等因素而动态调整的列表。它的内容体现了我们最新的认知，它的变化记录了我们认知改变的过程。
2. 测试列表：通过所有测试即表示实现功能
为什么一定要先看到红灯？
1. 看到测试以预期的方式出错
2. 红灯表示缺少功能/实现错误
为什么一定要看到绿灯？
1. 用尽可能简洁的代码使当前所有测试通过
为什么一定要重构？
1. 弥补为了快速看到绿灯所犯的过错
2. 每次重构都要运行所有测试,确保绿灯!一旦红灯,回退到绿灯再重构!

项目1命令行参数解析

需求：

传递给程序的参数由标志和值组成。标志应该是一个字符，前面有一个减号。每个标志都应该有零个或多个与之相关的值。例如：

-l -p 8080 -d /usr/logs：
	“l”（日志）没有相关的值，它是一个布尔标志，如果存在则为 true，不存在则为 false。“p”（端口）有一个整数值，“d”（目录）有一个字符串值。
  
标志后面如果存在多个值，则该标志表示一个列表：-g this is a list -d 1 2 -3 5：　
	"g"表示一个字符串列表[“this”, “is”, “a”, “list”]，“d"标志表示一个整数列表[1, 2, -3, 5]。

如果参数中没有指定某个标志，那么解析器应该指定一个默认值。
  例如，false 代表布尔值，0 代表数字，"代表字符串，[]代表列表。如果给出的参数与模式不匹配，重要的是给出一个好的错误信息，准确地解释什么是错误的。"

01 | 任务分解法与整体工作流程

1.API 构思与组件划分

确定API形式：使用者将以什么方式使用这个代码，这段代码的整体对外接口部分

思考功能如何实现

示例：该实战可以采用如下两种甚至你能想到的其他最简实现方式

// 第一种：通过数组下标的形式
[-l],[-p, 8080],[-d, /usr/logs]
// 第二种：采用Map的形式
{-l:[], -p:8080, -d: /us/logs}

2.功能分解与任务列表

根据上面的构思，得到的是一个大的需求，但是由于这样跨度太大，开发过程中可能会导致很多细节的问题被忽略，因此需要将他划分为更小的粒度。

该实战，将功能分解为单个值功能和列表功能

在根据功能的分解拆分为任务列表，通过TODO列表，在划分为一个个小的TODO，示例：

单个值情况
列表情况
边界情况：只有一个值后面没跟值，有多个值
默认情况（默认值）

// Single Option: 
// TODO：    - Bool -l
// TODO:    - Integer -p 8080
// TODO:    - String -d /usr/logs
// multi Options: -l - p 8080 -d /usr/logs
// sad path:
//  - bool -l t / -l t f
//  - int -p / -p 8080 8081
//  - string -d / -d /usr/logs /usr/test
// default value
// - bool: false
// -int: 0
// -string:""

3.红绿灯循环

Single Option做红绿灯测试

示例：

刚开始parse返回null，测试红灯
根据已知条件，添加如下代码为绿灯

public class Args {
    public static <T> T parse(Class<T> optionsClass, String... args) {
        Constructor<?> constructor = optionsClass.getDeclaredConstructors()[0];
        try {
            return (T) constructor.newInstance(true);
        } catch(Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

@Test
public void should_set_boolean_option_to_true_if_flag_present() {
    BooleanOption option = Args.parse(BooleanOption.class, "-l");
    assertTrue(option.logging());
}
static record BooleanOption(@Option("l") boolean logging) {}

红灯

@Test
public void should_set_boolean_option_to_false_if_flag_not_present() {
    BooleanOption option = Args.parse(BooleanOption.class);
    assertFalse(option.logging());
}

对代码更改，实现绿灯，再次进行两个测试

public static <T> T parse(Class<T> optionsClass, String... args) {

  try {
      Constructor<?> constructor = optionsClass.getDeclaredConstructors()[0];
      Parameter parameter = constructor.getParameters()[0];
      Option option = parameter.getAnnotation(Option.class);
      List<String> arguments = Arrays.asList(args);
      return (T) constructor.newInstance(arguments.contains("-" + option.value()));
    } catch(Exception e) {
      throw new RuntimeException(e);
  }

}

在对Integer和String进行相同的测试
1. 先编写测试，红灯
2. 在进行代码修改，绿灯
3. 重复上述步骤直到功能点完成

对一组数据进行测试

对一组数据编写测试，红灯

@Test
public void should_parse_multi_options() {
    Options options = Args.parse(Options.class, "-l", "-p", "8080", "-d", "/usr/logs");
    assertTrue(options.logging());
    assertEquals(8080, options.port());
    assertEquals("/usr/logs", options.directory());
}

修改，绿灯

public class Args {
    public static <T> T parse(Class<T> optionsClass, String... args) {
        try {
            List<String> arguments = Arrays.asList(args);
            Constructor<?> constructor = optionsClass.getDeclaredConstructors()[0];
            Object[] values = Arrays.stream(constructor.getParameters()).map(it -> parseOption(it, arguments)).toArray();

            return (T) constructor.newInstance(values);
        } catch(Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

    private static Object parseOption(Parameter parameter, List<String> arguments) {
        Option option = parameter.getAnnotation(Option.class);
        Object value = null;
        if (parameter.getType() == boolean.class) {
            value = arguments.contains("-" + option.value());
        }
        if (parameter.getType() == int.class) {
            int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
            value = Integer.parseInt(arguments.get(index + 1));
        }
        if (parameter.getType() == String.class) {
            int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
            value = String.valueOf(arguments.get(index + 1));
        }
        return value;
    }
}

总结

通过红绿灯循环，逐步的完善功能

前面对boolean、int、string的测试，最终成为解决针对不同类型参数方法的处理

从而最终实现对一组数据的解析

最终代码

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.PARAMETER)
public @interface Option {
    String value();
}

public class Args {
    public static <T> T parse(Class<T> optionsClass, String... args) {
        try {
            List<String> arguments = Arrays.asList(args);
            Constructor<?> constructor = optionsClass.getDeclaredConstructors()[0];
            Object[] values = Arrays.stream(constructor.getParameters()).map(it -> parseOption(it, arguments)).toArray();

            return (T) constructor.newInstance(values);
        } catch(Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

    }

    private static Object parseOption(Parameter parameter, List<String> arguments) {
        Option option = parameter.getAnnotation(Option.class);
        Object value = null;
        if (parameter.getType() == boolean.class) {
            value = arguments.contains("-" + option.value());
        }
        if (parameter.getType() == int.class) {
            int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
            value = Integer.parseInt(arguments.get(index + 1));
        }
        if (parameter.getType() == String.class) {
            int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
            value = String.valueOf(arguments.get(index + 1));
        }
        return value;
    }
}

	public class ArgsTest {
    @Test
    public void should_set_boolean_option_to_true_if_flag_present() {
        BooleanOption option = Args.parse(BooleanOption.class, "-l");
        assertTrue(option.logging());
    }
    @Test
    public void should_set_boolean_option_to_false_if_flag_not_present() {
        BooleanOption option = Args.parse(BooleanOption.class);
        assertFalse(option.logging());
    }
    static record BooleanOption(@Option("l") boolean logging) {}

    @Test
    public void should_parse_int_as_option_value() {
        IntegerOption option = Args.parse(IntegerOption.class, "-p","8080");
        assertEquals(8080, option.port());
    }
    static record IntegerOption(@Option("p") int port) {}

    @Test
    public void should_get_string_as_option_value() {
        StringOption option = Args.parse(StringOption.class, "-d","/usr/logs");
        assertEquals("/usr/logs", option.directory());
    }
    static record StringOption(@Option("d") String directory) {}

    @Test
    public void should_parse_multi_options() {
        Options options = Args.parse(Options.class, "-l", "-p", "8080", "-d", "/usr/logs");
        assertTrue(options.logging());
        assertEquals(8080, options.port());
        assertEquals("/usr/logs", options.directory());
    }

    static record Options(@Option("l") boolean logging, @Option("p") int port, @Option("d") String directory) {}
}

02 | 识别坏味道与代码重构

重构：保持小步骤且稳定的节奏，逐步完成重构，而不是按照目标对代码进行重写

完成前面的测试有两个选择：继续完善功能；进入重构

前提条件：

测试都是绿的
坏味道足够明细

目前项目问题：

存在多个分支条件，随着支持类型越多，分支越多

if (parameter.getType() == boolean.class) {
 	 value = arguments.contains("-" + option.value());
}
if (parameter.getType() == int.class) {
 	 	int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
 	  value = Integer.parseInt(arguments.get(index + 1));
}
if (parameter.getType() == String.class) {
    int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
    value = arguments.get(index + 1);
}

1.引入多态接口

将分支里的逻辑抽为方法（隔离需要变化的地方）
提取为接口，并实现接口，实现多态替换

注意在这个过程中，也需要进行测试，

这里虽然没有修改代码逻辑，但是由于修改了代码结构，避免出错，因此最好还是进行测试

    private static Object parseOption(Parameter parameter, List<String> arguments) {
        Option option = parameter.getAnnotation(Option.class);
        Object value = null;
        if (parameter.getType() == String.class) {
            value = parseString(arguments, option);
        }
        return value;
    }
		// 省略...
    interface OptionParser {
        Object parser(List<String> arguments, Option option);
    }

    private static Object parseString(List<String> arguments, Option option) {
        return new StringOptionParser().parser(arguments, option);
    }

    static class StringOptionParser implements OptionParser {

        @Override
        public Object parser(List<String> arguments, Option option) {
            int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
            return String.valueOf(arguments.get(index + 1));
        }
    }

在这个过程中，将代码进一步逻辑，使目光最终放在主要的处理逻辑上

private static Object parseOption(Parameter parameter, List<String> arguments) {
 	 return getOptionParser(parameter.getType()).parse(arguments, parameter.getAnnotation(Option.class));
}

private static OptionParser getOptionParser(Class<?> type) {
  OptionParser parser = null;
  if (type == boolean.class) {
    parser = new BooleanOptionParser();
  }
  if (type == int.class) {
    parser = new IntOptionParser();
  }
  if (type == String.class) {
    parser = new StringOptionParser();
  }
  return parser;
}

2.使用“抽象工厂”模式的变体来替换分支（消除分支）

由于这里不能对class修改，因此不能使用多态进行重构，只能利用工厂来重构

查表法：

    private static Object parseOption(Parameter parameter, List<String> arguments) {
        return getOptionParser(parameter.getType()).parse(arguments, parameter.getAnnotation(Option.class));
    }

		// 定义一个Map，直接来查找相关类型
    private static Map<Class<?>, OptionParser> PARSERS = Map.of(
            boolean.class, new BooleanOptionParser(),
            int.class, new IntOptionParser(),
            String.class, new StringOptionParser()
    );
		
    private static OptionParser getOptionParser(Class<?> type) {
        return PARSERS.get(type);
    }

// 最后在内联过去，
    private static Object parseOption(Parameter parameter, List<String> arguments) {

        return PARSERS.get(parameter.getType()).parse(arguments, parameter.getAnnotation(Option.class));
    }

    private static Map<Class<?>, OptionParser> PARSERS = Map.of(
            boolean.class, new BooleanOptionParser(),
            int.class, new IntOptionParser(),
            String.class, new StringOptionParser()
    );

3.使用Function特性（消除代码重复）

注：也可以使用策略模式

重复代码：两种只有转换的地方不同，其他相同

class StringOptionParser implements OptionParser {

    @Override
    public Object parse(List<String> arguments, Option option) {
        int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
        String value = arguments.get(index + 1);
        return String.valueOf(value);
    }
}

class IntOptionParser implements OptionParser {

    @Override
    public Object parse(List<String> arguments, Option option) {
        int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
        String value = arguments.get(index + 1);
        return Integer.parseInt(value);
    }
}

将不变的抽取为方法

class IntOptionParser implements OptionParser {

    @Override
    public Object parse(List<String> arguments, Option option) {
        int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
        return parseValue(arguments.get(index + 1));
    }

    private int parseValue(String value) {
        return Integer.parseInt(value);
    }
}

通过继承，重写的方式，实现消除代码

注：需要修改访问权限为protected，这样才能重写

class StringOptionParser extends IntOptionParser {

    @Override
    public Object parse(List<String> arguments, Option option) {
        int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
        return parseValue(arguments.get(index + 1));
    }

    @Override
    protected Object parseValue(String value) {
        return String.valueOf(value);
    }
}

通过Function实现去除重复代码parse

class IntOptionParser implements OptionParser {
    /**
     * 默认值
     */
    Function<String, Object> valueParse = Integer::parseInt;

    public IntOptionParser() { }

    public IntOptionParser(Function<String, Object> valueParse) {
        this.valueParse = valueParse;
    }

    @Override
    public Object parse(List<String> arguments, Option option) {
        int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
        return valueParse.apply(arguments.get(index + 1));
    }

}


class StringOptionParser extends IntOptionParser {
    public StringOptionParser() {
        super(String::valueOf);
    }
}

4.利用工厂方法，消除代码

可以发现StringOptionParser只有一个String::valueOf的功能，因此可以将其重构，只使用IntOptionParser实现两者功能

换成工厂方法的原因：可以inLine，构造函数无法被inLine

工厂方法替换构造函数 && 替换为接口类型

class StringOptionParser extends IntOptionParser {
    private StringOptionParser() {
        super(String::valueOf);
    }
    public static OptionParser createStringOptionParser() {
        return new StringOptionParser();
    }
}

可以发现，只有createStringOptionParser，使用了StringOption的构造函数，由于接受类型是个接口，因此可以写成下面格式

class StringOptionParser extends IntOptionParser {

    public static OptionParser createStringOptionParser() {
        return new IntOptionParser(String::valueOf);
    }
}

在将StringOption的createStringOptionParser内联，发现StringOptionParser没用，因此可以删掉，最终调用如下

private static Map<Class<?>, OptionParser> PARSERS = Map.of(
    boolean.class, new BooleanOptionParser(),
    int.class, new IntOptionParser(),
    String.class, new IntOptionParser(String::valueOf)
);

同理，修改IntOptionParser

目的：去除无参构造函数

最终代码

private static Map<Class<?>, OptionParser> PARSERS = Map.of(
    boolean.class, new BooleanOptionParser(),
    int.class, new SingleOptionParser<>(Integer::parseInt),
    String.class, new SingleOptionParser<>(String::valueOf)
);

class SingleOptionParser<T> implements OptionParser {
    Function<String, T> valueParse;

    public SingleOptionParser(Function<String, T> valueParse) {
        this.valueParse = valueParse;
    }

    @Override
    public T parse(List<String> arguments, Option option) {
        int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
        return valueParse.apply(arguments.get(index + 1));
    }

}

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03 | 按测试策略重组测试

1.调整任务列表

原因：最开始定义任务列表的时候，没有进行重构，系统只有Args类，当重构后，提取了Option接口和两个实现类。

因此当再去测试时，存在两个不同选择：

继续针对 Args 进行测试

直接对 BooleanOptionParser 进行测试

//1.Args
@Test
public void should_not_accept_extra_argument_for_boolean_option() {
  TooManyArgumentsException e = assertThrows(TooManyArgumentsException.class, 
    () -> Args.parse(BooleanOption.class, "-l", "t"));
  assertEquals("l", e.getOption()); 
}
//2.BooleanOptionParser 
@Test
public void should_not_accept_extra_argument_for_boolean_option() {
    TooManyArgumentsException e = assertThrows(TooManyArgumentsException.class, () ->
            new BooleanOptionParser().parse("-l", "t", option("l")));
    assertEquals("l", e.getOption());
}

这两个测试，测试的功能是一样的，但是测试范围不同

可以选择粒度更小的测试，这样更有益于问题的定位

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修改任务列表

BooleanOptionParserTest: 
// sad path:
// TODO: -bool -l t / -l t f
// default:
// TODO: - bool : false

SingleValuedOptionParserTest:
// sad path:
// TODO: - int -p/ -p 8080 8081
// TODO: - string -d/ -d /usr/logs /usr/vars
// default value:
// TODO: -int :0
// TODO: - string ""

2.红绿灯循环

BooleanOptionParserTest

多个值

@Test
public void should_not_accept_extra_argument_for_boolean_option() {
    TooManyArgumentsException e = assertThrows(TooManyArgumentsException.class, () ->
                                               new BooleanOptionParser().parse(asList("-l", "t"),  option("l")));
    assertEquals("l", e.getOption());
}

默认值情况

@Test
public void should_set_default_value_to_false_if_option_not_present() {
  	assertFalse(new BooleanOptionParser().parse(asList(),  option("l")));
}

SingleValuedOptionParserTest

多个值

    @Test
    public void should_not_accept_extra_argument_for_single_value_option() {
        TooManyArgumentsException e = assertThrows(TooManyArgumentsException.class, () ->
                new SingleOptionParser<>(Integer::parseInt).parse(asList("-p", "8080", "8081"),  option("p")));
        assertEquals("p", e.getOption());
    }

-p 后面跟-l / 缺少值

    @ParameterizedTest
    @ValueSource(strings = {"-p -l", "-p"})
    public void should_not_accept_insufficient_argument_for_single_value_option(String arguments) {
        InsufficientArgumentEception e = assertThrows(InsufficientArgumentEception.class, () ->
                new SingleOptionParser<>(Integer::parseInt).parse(asList(arguments.split(",")),  option("p")));
        assertEquals("p", e.getOption());
    }

默认值

@Test
public void should_set_default_value_to_0_if_option_not_present() {
  	assertEquals(0, new SingleOptionParser<Integer>(0, Integer::parseInt).parse(asList(),  option("p")));
}

多值字符串

可以直接通过，原因：重构后实现都是SingleOptionParser类，因此两个多值其实是等效的

@Test
public void should_not_accept_extra_argument_for_string_single_value_option() {
  TooManyArgumentsException e = assertThrows(TooManyArgumentsException.class, () ->
                                             new SingleOptionParser<>("",String::valueOf).parse(asList("-d", "/usr/logs", "/usr/vars"),  option("d")));
  assertEquals("d", e.getOption());
}

3.按照测试策略重组测试

重构测试，更加清晰展示意图

重构后，整数类型和字符串类型的异常场景中，差异仅仅在于如何构造 SingleValuedOptionParser：

new SingleValuedOptionParser(0, Integer:parseInt)
new SingleValuedOptionParser("", String::valueOf)

仅仅是测试代码的差别，而被测试的代码则没有任何区别。按照任务列表，再构造其他场景的测试，也仅仅是不同测试数据的重复而已。所以将剩余任务从列表中取消就好了。

对比经过重构之后新写的测试，就会发现对于类似的功能，测试的出发点和测试的范围都有不同，这是一种坏味道。需要对测试进行重构，以消除这些不一致：

public class BooleanOptionParserTest {

    @Test// side path
    public void should_not_accept_extra_argument_for_boolean_option() {
        TooManyArgumentsException e = assertThrows(TooManyArgumentsException.class, () ->
                new BooleanOptionParser().parse(asList("-l", "t"),  option("l")));
        assertEquals("l", e.getOption());
    }

    @Test // default value
    public void should_set_default_value_to_false_if_option_not_present() {
        assertFalse(new BooleanOptionParser().parse(asList(),  option("l")));
    }

    @Test // happy path
    public void should_set_default_value_to_true_if_option_present() {
        assertTrue(new BooleanOptionParser().parse(asList("-l"),  option("l")));
    }

    static Option option (String value){
        return new Option() {

            @Override
            public Class<? extends Annotation> annotationType() {
                return Option.class;
            }

            @Override
            public String value() {
                return value;
            }
        };
    }
}

public class SingleValuedOptionParserTest {

    @Test // side_path
    public void should_not_accept_extra_argument_for_single_value_option() {
        TooManyArgumentsException e = assertThrows(TooManyArgumentsException.class, () ->
                new SingleOptionParser<>(Integer::parseInt).parse(asList("-p", "8080", "8081"),  option("p")));
        assertEquals("p", e.getOption());
    }

    @ParameterizedTest // side_path
    @ValueSource(strings = {"-p -l", "-p"})
    public void should_not_accept_insufficient_argument_for_single_value_option(String arguments) {
        InsufficientArgumentEception e = assertThrows(InsufficientArgumentEception.class,
                () -> new SingleOptionParser<>(0, String::valueOf).parse(asList(arguments.split(" ")),  option("p")));
        assertEquals("p", e.getOption());
    }

    @Test //default_path
    public void should_set_default_value_for_single_value_option() {
        Function<String, Object> whatever = (it) -> null;
        Object defaultValue = new Object();
        assertSame(defaultValue, new SingleOptionParser<>(defaultValue, whatever).parse(asList(),  option("p")));
    }

    @Test // happy_path
    public void should_parse_value_if_flag_present() {
        Object parsed = new Object();
        Function<String, Object> parse = (it) -> parsed;
        Object whatever = new Object();
        assertSame(parsed, new SingleOptionParser<>(whatever, parse).parse(asList("-p", "8080"), option("p")));
    }

    static Option option (String value){
        return new Option() {

            @Override
            public Class<? extends Annotation> annotationType() {
                return Option.class;
            }

            @Override
            public String value() {
                return value;
            }
        };
    }
}

public class ArgsTest {

    // multi Options: -l - p 8080 -d /usr/logs
    @Test
    public void should_parse_multi_options() {
        Options options = Args.parse(Options.class, "-l", "-p", "8080", "-d", "/usr/logs");
        assertTrue(options.logging());
        assertEquals(8080, options.port());
        assertEquals("/usr/logs", options.directory());
    }

    static record Options(@Option("l") boolean logging, @Option("p") int port, @Option("d") String directory) {}
}

4.红绿灯循环

目前问题：

parseOption获取的注解不在返回空指针

TDD：

在TDD中，实现一个测试来展示这个问题

@Test
public void should_throw_illegal_option_exception_if_annotation_not_present() {
        IllegalOptionException e =  assertThrows(IllegalOptionException.class, () -> Args.parse(IllegalOptions.class, "-l", "-p", "8080", "-d", "/usr/logs"));
        assertEquals("port", e.getParameter());
    }
    static record IllegalOptions(@Option("l") boolean logging, int port, @Option("d") String directory) {}

04 |实现对于列表参数的支持

实现之前，在检查代码是否有坏味道，是否需要重构

1.不易察觉的坏味道

不易察觉的坏味道，意图也不直观

if (index + 1 == arguments.size() ||
    arguments.get(index + 1).startsWith("-")) throw new InsufficientArgumentException(option.value());
if (index + 2 < arguments.size() && 
    !arguments.get(index + 2).startsWith("-")) throw new TooManyArgumentsException(option.value());

定义方法代替注释

一般都会通过添加注释来说明，如下：

// -p -l（参数不足情况）
if (index + 1 == arguments.size() ||
    arguments.get(index + 1).startsWith("-")) throw new InsufficientArgumentException(option.value());
// -p 8080 8081（参数给多情况）
if (index + 2 < arguments.size() && 
    !arguments.get(index + 2).startsWith("-")) throw new TooManyArgumentsException(option.value());

可以采用添加代码注释的方式（抽取方法，让方法名成为注释）

随着代码写注释，可以通过定义方法的方式实现

需要很强的实现细节，才编写文档

  if (isReachEndOfList(arguments, index) ||
      secondArgumentIsNotAtFlag(arguments, index)) {
           throw new InsufficientArgumentEception(option.value());
  }
        return valueParse.apply(arguments.get(index + 1));
    }

    private boolean secondArgumentIsNotAtFlag(List<String> arguments, int index) {
        return arguments.get(index + 1).startsWith("-");
    }

    private boolean isReachEndOfList(List<String> arguments, int index) {
        return index + 1 == arguments.size();
    }

变化实现方式，使实现直观

问题：方法不直观，通过变化实现方式使本身直观

int followingFlag = IntStream.range(index + 1, arguments.size())
  .filter(it -> arguments.get(it).startsWith("-"))
  .findFirst().orElse(arguments.size());
List<String> values = arguments.subList(index + 1, followingFlag);

if (values.size() < 1)  throw new InsufficientArgumentEception(option.value());
if (values.size() > 1) throw new TooManyArgumentsException(option.value());

// 将获取值进行封装
List<String> values = valuesFrom(arguments, index);

if (values.size() < 1)  throw new InsufficientArgumentEception(option.value());
if (values.size() > 1) throw new TooManyArgumentsException(option.value());

Optional消除重复代码

BooleanOptionParser 和 SingleValuedOptionParser 之间存在隐含的重复的代码

很显然Boolean和Single两者之间是有相似代码的

可以通过构造interface消除

通过JDK8新特性Optional消除

修改SingleValuedOptionParser

这里将魔法值1抽取出来，实现动态修改预期值，从而达到通用

  @Override
    public T parse(List<String> arguments, Option option) {
        Optional<List<String>> argumentList;
        int expectedSize = 1;

        int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
        if (index == -1) {
            argumentList = Optional.empty();
        } else {
            List<String> values = valuesFrom(arguments, index);
            if (values.size() < expectedSize) {
                throw new InsufficientArgumentEception(option.value());
            }
            if (values.size() > expectedSize) {
                throw new TooManyArgumentsException(option.value());
            }
            argumentList = Optional.of(values);
        }
        return argumentList.map(it -> parseValue(option, it.get(0))).orElse(defaultValue);
    }

    private T parseValue(Option option, String value) {
        return valueParse.apply(value);
    }

抽取方法，实现通用逻辑

  @Override
    public T parse(List<String> arguments, Option option) {
        return valueForm(arguments, option, 1).map(it -> parseValue(option, it.get(0))).orElse(defaultValue);
    }

    private Optional<List<String>> valueForm(List<String> arguments, Option option, int expectedSize) {
        int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
        if (index == -1) {
            return Optional.empty();
        }

        List<String> values = valuesFrom(arguments, index);

        if (values.size() < expectedSize) {
            throw new InsufficientArgumentEception(option.value());
        }
        if (values.size() > expectedSize) {
            throw new TooManyArgumentsException(option.value());
        }
        return Optional.of(values);
    }

BooleanOption修改

class BooleanOptionParser implements OptionParser<Boolean> {
    @Override
    public Boolean parse(List<String> arguments, Option option) {
        return valuesFrom(arguments, option, 0)
                .map(it -> true).orElse(false);
    }
}

重组代码结构

将Boolean类型的方法，搬移到Single，使其更紧凑

通过抽取一个基类，继承下来Boolean和Single
java新特性，将接口转为匿名的lambda（使用）
1. 无构造函数，工厂方法替换
2. 直接通过匿名函数返回
3. 重命名，搬移到Single，删除Boolean

问题：

两个同样的功能，使用了不同的方法：一个构造子类；一个通过匿名函数表达式

重构Single，都使用Function的实现方式

class OptionParsers<T> {


    public static OptionParser<Boolean> bool() {
        return (arguments, option) -> valuesFrom(arguments, option, 0)
                .map(it -> true).orElse(false);
    }

    public static <T> OptionParser<T> unary(T defaultValue, Function<String, T> valueParse) {
//        return new SingleOptionParser<T>(defaultValue, valueParse);
        return ((arguments, option) -> valuesFrom(arguments, option, 1)
                        .map(it -> parseValue(option, it.get(0), valueParse)).orElse(defaultValue));

    }

    protected static Optional<List<String>> valuesFrom(List<String> arguments, Option option, int expectedSize) {
        int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
        if (index == -1) {
            return Optional.empty();
        }

        List<String> values = valuesFrom(arguments, index);

        if (values.size() < expectedSize) {
            throw new InsufficientArgumentEception(option.value());
        }
        if (values.size() > expectedSize) {
            throw new TooManyArgumentsException(option.value());
        }
        return Optional.of(values);
    }

    private static <T> T parseValue(Option option, String value, Function<String, T> valueParse) {
        return valueParse.apply(value);

    }

    protected static  List<String> valuesFrom(List<String> arguments, int index) {
        int followingFlag = IntStream.range(index + 1, arguments.size())
                .filter(it -> arguments.get(it).startsWith("-"))
                .findFirst().orElse(arguments.size());
        List<String> values = arguments.subList(index + 1, followingFlag);
        return values;
    }

}

修改测试

public class SingleValuedOptionParserTest {


    @Nested
    class UnaryOptionParser {
        @Test // side_path
        public void should_not_accept_extra_argument_for_single_value_option() {
            TooManyArgumentsException e = assertThrows(TooManyArgumentsException.class, () ->
                    new OptionParsers().unary(0, Integer::parseInt).parse(asList("-p", "8080", "8081"), option("p")));
            assertEquals("p", e.getOption());
        }

        @ParameterizedTest // side_path
        @ValueSource(strings = {"-p -l", "-p"})
        public void should_not_accept_insufficient_argument_for_single_value_option(String arguments) {
            InsufficientArgumentEception e = assertThrows(InsufficientArgumentEception.class,
                    () -> OptionParsers.unary(0, String::valueOf).parse(asList(arguments.split(" ")), option("p")));
            assertEquals("p", e.getOption());
        }

        @Test //default_path
        public void should_set_default_value_for_single_value_option() {

            Function<String, Object> whatever = (it) -> null;
            Object defaultValue = new Object();
            assertSame(defaultValue, OptionParsers.unary(defaultValue, whatever).parse(asList(), option("p")));
        }

        @Test // happy_path
        public void should_parse_value_if_flag_present() {
            Object parsed = new Object();
            Function<String, Object> parse = (it) -> parsed;
            Object whatever = new Object();
            assertSame(parsed, OptionParsers.unary(whatever, parse).parse(asList("-p", "8080"), option("p")));
        }

        static Option option(String value) {
            return new Option() {

                @Override
                public Class<? extends Annotation> annotationType() {
                    return Option.class;
                }

                @Override
                public String value() {
                    return value;
                }
            };
        }
    }

    @Nested
    public class BooleanOptionParserTest {

        @Test// side path
        public void should_not_accept_extra_argument_for_boolean_option() {
            TooManyArgumentsException e = assertThrows(TooManyArgumentsException.class, () ->
                    OptionParsers.bool().parse(asList("-l", "t"),  option("l")));
            assertEquals("l", e.getOption());
        }

        @Test // default value
        public void should_set_default_value_to_false_if_option_not_present() {
            assertFalse(OptionParsers.bool().parse(asList(),  option("l")));
        }

        @Test // happy path
        public void should_set_default_value_to_true_if_option_present() {
            assertTrue(OptionParsers.bool().parse(asList("-l"),  option("l")));
        }

        static Option option (String value){
            return new Option() {

                @Override
                public Class<? extends Annotation> annotationType() {
                    return Option.class;
                }

                @Override
                public String value() {
                    return value;
                }
            };
        }
    }
}

2.列表参数解析

目前的代码结构中，如果需要增加不同类型的单值型参数，只需要修改 Args 类中的类型注册表，提供默认值以及解析函数即可

private static Map<Class<?>, OptionParser> PARSERS = Map.of(
        boolean.class, bool(),
        int.class, unary(0, Integer::parseInt),
        String.class, unary("", String::valueOf));

需要支持除布尔或者单值型参数，则需要实现 OptionParser 接口

在实现 OptionParser 接口时，可以利用 OptionParsers 类中提供的支撑方法（values、parseValue 等）。最后，在 OptionParsers 上增加工厂方法。
```
interface OptionParser<T> {
  T parse(List<String> arguments, Option option);
}
```

任务列表划分

ArgsTest：
//TODO: -g this is a list -d 1 2 -3 5
分解成一组更小的任务：
//TODO: -g "this" "is" {"this", is"}
//TODO: default value []
//TODO: -d a throw exception

红绿循环

实现：

public static <T> OptionParser<T[]> list(IntFunction<T[]> generator, Function<String, T> valueParse) {
  return (arguments, option) -> valuesFrom(arguments, option)
    .map(it -> it.stream().map(value -> parseValue(option, value, valueParse))
         .toArray(generator)).orElse(generator.apply(0));
}

happy path

@Test
public void should_parse_list_value() {
  assertArrayEquals(new String[]{"this", "is"}, OptionParsers.list(String[]::new, String::valueOf)
                    .parse(asList("-g", "this", "is"), option("g")));
}

default value

@Test
public void should_use_empty_array_as_default_value() {
  String[] value = OptionParsers.list(String[]::new, String::valueOf).parse(asList(), option("g"));
  assertEquals(0, value.length);
}

side path

@Test
public void should_throw_exception_if_value_parser_cant_parse_value() {
  Function<String, String> parser = (it) -> {
    throw new RuntimeException();
  };
  IllegalValueException e = assertThrows(IllegalValueException.class, () ->
                                         OptionParsers.list(String[]::new, parser).parse(asList("-g", "this", "is"), option("g")));
  System.out.println(e.getOption());
  assertEquals("this", e.getOption());
}

重构

问题

还没有在查表Map中进行配置

    @Test
public void should_example_2() {
  ListOptions options = Args.parse(ListOptions.class, "g", "this", "is", "a", "list", "-d", "1", "2", "3", "4");
  assertArrayEquals(new String[]{"this", "is", "a", "list"}, options.group());
  assertArrayEquals(new Integer[]{1, 2, -3, 5}, options.decimals());
}
static record ListOptions(@Option("g") String[] group, @Option("d") Integer[] decimals) {}

添加对应类型

String[].class, list(String[]::new, String::valueOf),
Integer[].class, list(Integer[]::new, Integer::valueOf)

数值负数问题

@Test
public void should_example_2() {
  ListOptions options = Args.parse(ListOptions.class, "-g", "this", "is", "a", "list", "-d", "1", "--2", "3", "4");
  assertArrayEquals(new String[]{"this", "is", "a", "list"}, options.group());
  assertArrayEquals(new Integer[]{1, 2, -3, 5}, options.decimals());
}

由于是以startWitch获取横线判断，由于负数也有-，导致错误

protected static  List<String> valuesFrom(List<String> arguments, int index) {
  int followingFlag = IntStream.range(index + 1, arguments.size())
    .filter(it -> arguments.get(it).matches("^-[a-zA-Z]+$"))
    .findFirst().orElse(arguments.size());
  List<String> values = arguments.subList(index + 1, followingFlag);
  return values;
}

去除重复代码

观察如下代码，可以发现，两者区别：就多了个expectedSize

    protected static Optional<List<String>> valuesFrom(List<String> arguments, Option option) {
        int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
        if (index == -1) {
            return Optional.empty();
        }

        List<String> values = valuesFrom(arguments, index);
        return Optional.of(values);
    }


    protected static Optional<List<String>> valuesFrom(List<String> arguments, Option option, int expectedSize) {
        int index = arguments.indexOf("-" + option.value());
        if (index == -1) {
            return Optional.empty();
        }

        List<String> values = valuesFrom(arguments, index);

        if (values.size() < expectedSize) {
            throw new InsufficientArgumentEception(option.value());
        }
        if (values.size() > expectedSize) {
            throw new TooManyArgumentsException(option.value());
        }
        return Optional.of(values);
    }

检查抽取为方法

    private static void checkSize(Option option, int expectedSize, List<String> values) {
        if (values.size() < expectedSize) {
            throw new InsufficientArgumentEception(option.value());
        }
        if (values.size() > expectedSize) {
            throw new TooManyArgumentsException(option.value());
        }
    }

通过新特性去重

protected static Optional<List<String>> valuesFrom(List<String> arguments, Option option, int expectedSize) {
  return valuesFrom(arguments, option).map(it ->{
    checkSize(option, expectedSize, it);
    return it;
  });
}

进一步优化

考虑到值已经传递进来了，因此直接返回就可以了

protected static Optional<List<String>> valuesFrom(List<String> arguments, Option option, int expectedSize) {
  return valuesFrom(arguments, option).map(it -> checkSize(option, expectedSize, it));
}

private static List<String> checkSize(Option option, int expectedSize, List<String> values) {
  if (values.size() < expectedSize) {
    throw new InsufficientArgumentEception(option.value());
  }
  if (values.size() > expectedSize) {
    throw new TooManyArgumentsException(option.value());
  }
  return values;
}

总结

TDD的三个好处：

通过拆分任务转为测试，使整个开发流程有序，小步快跑逐步迭代的思想
修改代码的时候，同时测试验证功能，能够快速定位错误，及时发现问题所在
能够时刻感受到需求的变化，最终实现的完成

学习资源来源：如果要购买这课，可以私信我，有返利，或联系QQ：3421793724
徐昊·TDD项目实战70讲

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