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codestyle_guide.md

File metadata and controls

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java codestyle guide(simplified version)

1 术语说明

P.S.:本指南中带有“(建议)”标志的部分是作者对于某个问题的建议,不一定严格按照给出示例,只是建议的方式,满足要求的方式都可以。

P.P.S.:在每条代码风格规则中我们会标注config.xml文件中对应的部分,一般紧跟着某个小标题之后。

1.1 块状结构

块状结构(block-like construct)指的是一个类,方法或构造函数的主体。

1.2 自动换行

一般情况下,一行长代码为了避免超出单行字符限制(80个字符)而被分为多行,我们称之为自动换行(line-wrapping)。


2 源文件基础

2.1 文件名

<module name="OuterTypeFilename"/>

源文件使用其最顶层的类名来命名(一般一个文件只包含一个类),大小写敏感,文件扩展名为.java

2.2 文件编码格式

<property name="charset" value="UTF-8"/>

源文件编码格式为UTF-8

2.3 特殊字符

2.3.1 ASCII字符

所有源代码中一律使用ASCII字符,如无特殊注明,使用的非ASCII字符无效(即尽量不要使用中文注释,学着开始使用英文注释)。

2.3.2 空白字符

<module name="FileTabCharacter">
	<property name="eachLine" value="true"/>
</module>

除了行结束符序列(换行),ASCII水平空格字符(0x20,即空格)是源代码中唯一允许出现的空白字符,这意味着

  • 制表符'\t'不用于缩进(源代码不能出现任何一个'\t')
  • 所有其他字符串中的空白字符都要进行转义

注:一般的缩进单位采取4个空格


3 源文件结构

一个源文件结构应该如下

  1. package语句。
  2. import语句
  3. 一个顶级类

3.1 package语句

<module name="NoLineWrap"/>

该语句独立一行。

3.2 import语句

3.2.1 import不要通配符

<module name="AvoidStarImport"/>

import中应该准确指明需要引入的模块,不要使用通配符(例如:import java.util.*;

3.2.2 单独成行

<module name="NoLineWrap"/>

每个import语句单独成行。

3.2.3 无用的import

<module name="UnusedImports"/>

禁止出现没有使用的import

3.3 类声明

3.3.1 只有一个顶级类

<module name="OneTopLevelClass"/>

每个源文件中顶级类声明有且只有一个,在一个与其同名的源文件中(即类ObjectOriented一定在ObjectOriented.java文件中)

3.3.2 类函数/方法顺序

<module name="OverloadMethodsDeclarationOrder"/>

关于类中方法的顺序,建议选择除时间顺序外一种有逻辑的顺序。但要求重载的方法必须不能分离,即当一个类有多个构造函数,或者多个重载了的同名方法,这些函数/方法应该出现在一起,中间不许有其他函数/方法。


4 格式

4.1 大括号

4.1.1 必须使用大括号

<module name="NeedBraces"/>

大括号{}if, else, for, do, while,case,default等语句一起使用,即使其中只有一条语句或是空语句,也必须写上大括号

4.1.2 空块使用简洁写法

<module name="EmptyBlock">
	<property name="option" value="TEXT"/>
	<property name="tokens"
	 value="LITERAL_TRY, LITERAL_FINALLY, LITERAL_IF, LITERAL_ELSE, LITERAL_SWITCH"/>
</module>

一个空的块状结构中没有语句,所以大括号要写成{},不需要换行。但如果他是一个多块语句的一部分(if/else 或 try/catch/finally) ,即使大括号内没内容,右大括号也要换行。

void emptyBlock() {}

if (x == 1) {
    
} else if (x == 2) {
    
} else {
    
}

4.2 缩进

<module name="Indentation">
    <property name="basicOffset" value="4"/>
    <property name="braceAdjustment" value="0"/>
    <property name="caseIndent" value="4"/>
    <property name="throwsIndent" value="4"/>
    <property name="lineWrappingIndentation" value="4"/>
    <property name="arrayInitIndent" value="4"/>
</module>

每当开始一个新的块,缩进增加4个空格,当块结束时,缩进返回先前的缩进级别。该缩进级别适用于代码和注释

for (int i = 0; i < 10; ++i) {
  	// when condition satisfied
  	if (i > 5) {
    	try {
      		// func for deal with correct state
       		something();   
    	} catch (Exception e) {
      		recover();
    	}
  	}
}

4.3 一行一个语句

<module name="OneStatementPerLine"/>

每个语句之后必须换行

4.4 单行字符个数限制

<module name="LineLength">
	<property name="max" value="80"/>
	<property name="ignorePattern" value="^package.*|^import.*|
                                          a href|href|http://|https://|ftp://"/>
</module>

源代码中除了下述例外情况,单行必须满足80个字符的限制。如果某一行超过这个限制,必须自动换行。

例外:

  • 不可能满足列限制的行(如长URL)
  • packge和import语句
  • 注释中那些需要被复制粘贴到shell中使用的命令

4.5 自动换行准则(建议)

对于超出限制的行进行自动换行的方法有很多,在这里作者给出一些建议性的准则:

  1. 合理缩短命名长度(如image用img代替)

  2. 在语句中提取方法或局部变量,从而使该行代码变短

  3. 断开原则,此处的准则是更倾向于在更高的语法级别处断开

    • 如果在非赋值运算符处断开,那么在该符号前断开

      variableNaive = (factorC + factorCpp + factorPython
                        + factorRuby + factorJava) / 2
    • 如果在赋值运算符处断开,那么在该符号后断开

      handleNaive.arrayUint32Complicated[i * 10 + j] = 
          (meanFirst + meanSecond + meanThird + meanFourth)
    • 方法名或构造函数名与左括号留在同一行

    • 逗号,和其前面的内容留在同一行

  4. 自动换行时,第一行后面的行至少比第一行多缩进4个空格

4.6 空白

4.6.1 垂直空白(空行)

<module name="EmptyLineSeparator">
	<property name="allowNoEmptyLineBetweenFields" value="true"/>
	<property name="allowMultipleEmptyLines" value="false"/>
</module>

以下情况需要使用一个空行

  1. 类内连续的成员之间:字段,构造函数,方法,嵌套类,静态初始化块,实例初始化块。
    • 例外:两个连续字段之间的空行是可选的,用于字段的空行主要用来对字段进行逻辑分组。
  2. 在函数体内,语句的逻辑分组间使用空行。
  3. 要满足本文档中其他节的空行要求。
  4. 不允许连续多个空行

4.6.2 水平空白

<module name="GenericWhitespace">
    <message key="ws.followed"
    value="GenericWhitespace ''{0}'' is followed by whitespace."/>
    <message key="ws.preceded"
    value="GenericWhitespace ''{0}'' is preceded with whitespace."/>
    <message key="ws.illegalFollow"
    value="GenericWhitespace ''{0}'' should followed by whitespace."/>
    <message key="ws.notPreceded"
    value="GenericWhitespace ''{0}'' is not preceded with whitespace."/>
</module>

<module name="MethodParamPad"/>

<module name="ParenPad"/>

<module name="NoWhitespaceBefore">
    <property name="tokens"
              value="COMMA, SEMI, POST_INC, POST_DEC, DOT, ELLIPSIS, METHOD_REF"/>
    <property name="allowLineBreaks" value="true"/>
</module>

除了语言需求和其它规则,并且除了文字,注释和Javadoc用到单个空格,单个ASCII空格也出现在以下几个地方:

  1. 分隔任何保留字与紧随其后的左括号((如if, for catch等)。
  2. 分隔任何保留字与其前面的右大括号}(如else, catch)。
  3. 在任何左大括号{前,但有两种例外:
    • `@SomeAnnotation({a, b}) 包含关系的大括号不用空格。
    • String[][] x = foo; 两个大括号间不用空格
  4. 在任何二元或三元运算符的两侧。这也适用于以下“类运算符”符号:
    • 类型界限中的&(<T extends Foo & Bar>)。
    • catch块中的管道符号(catch (FooException | BarException e)。
    • foreach语句中的分号。
  5. , : ;及右括号())后
  6. 如果在一条语句后做注释,则双斜杠(//)两边都要空格。
  7. 类型和变量之间:List list。

4.7 用小括号来限定组,即显式地限定运算顺序(建议)

我们没有理由假设reviewer能够记住整个java运算符优先级表,所以要适当地使用小括号来显式的标出运算顺序。

4.8 具体结构

4.8.1 变量声明

<module name="MultipleVariableDeclarations"/>
<module name="VariableDeclarationUsageDistance"/>
 <module name="ArrayTypeStyle"/>
  • 每次只声明一个变量,不要使用组合声明

    int a; // correct
    int a, b; // wrong
  • 需要时才声明,并尽快进行初始化。

    不要在代码块的开头一次性声明所有要用到的局部变量,而是在第一次需要使用它时才声明,并且在声明之后尽快进行初始化。

  • 数组声明风格

    要把中括号看作类型的一部分,即

    String[] args; // correct
    String args[]; // wrong

4.8.2 switch语句

<module name="MissingSwitchDefault"/>
<module name="FallThrough"/>
  • 每个switch必须都要包含一个default语句组,即使里面什么代码也没有(对枚举类型使用switch时除外)

  • 在一个swtich块内,每个语句组要么通过break, return或抛出异常来终止,要么通过注释// fall through来表示继续执行到下一个语句组,这个注释不需要在default语句组中出现

    switch (variable) {
        case 1:
        	  func1();
        	  // fall through
        case 2:
        	  func2();
        	  break;
        default:
    }

4.8.3 注解(Annotations)

<module name="AnnotationLocation">
    <property name="id" value="AnnotationLocationMostCases"/>
    <property name="tokens"
              value="CLASS_DEF, INTERFACE_DEF, ENUM_DEF, METHOD_DEF, CTOR_DEF"/>
</module>

注解紧跟在文档部分后面,一个注解独占一行,后续的缩进等级不变。

@Override
public int naiveMethod() {
    // something
}

4.9 Modifiers

<module name="ModifierOrder"/>

类或成员的Modifiers如果存在,则需要按照如下规范顺序出现:

public protected private abstract static final transient volatile synchronized native strictfp

4.10 注释

<module name="CommentsIndentation"/>

块注释与其周围的代码在同一缩进级别。它们可以是/* ... */风格,也可以是// ...风格。对于多行的/* ... */注释,后续行必须从*开始, 并且与前一行的*对齐。以下三种示例注释都是OK的。

/*
 * This is 
 * okay.            
 */

// And so
// is this

/* Or you can
 * even do this. */

4.11 long型变量规范

<module name="UpperEll"/>

long型整型变量的后缀必须使用L左右后缀,例如:

10000000000000L

5 命名约定

5.1 标识符通用规则

标识符只能使用ASCII字母和数字,即标识符必须匹配正则表达式\w+

5.2 标识符类型规则

5.2.1 包名

<module name="PackageName">

包名全部小写,连续的单词只是简单地连接起来,不使用下划线

5.2.2 类名

<module name="TypeName">
    <message key="name.invalidPattern"
             value="Type name ''{0}'' must match pattern ''{1}''."/>
</module>

类名使用大驼峰式命名法

测试类的命名以他要测试的类的名称开始,以Test结束,例如Elevator对应ElevatorTest

接口的命名以具体命名内容开始,以Interface结束,例如ApplicationInterface

5.2.3 方法名

<module name="MemberName">
    <property name="format" value="^[a-z][a-z0-9][a-zA-Z0-9]*$"/>
    <message key="name.invalidPattern"
             value="Member name ''{0}'' must match pattern ''{1}''."/>
</module>

方法名使用小驼峰式命名法

方法名通常是动词或者动词短语

5.2.4 常量名(建议)

常量命名模式为CONSTANT_NAME,即全部字母大写,然后用下划线分割单词

常量名通常是名词或者名词短语

5.2.5 变量名(包括参数名)

<module name="MemberName">
    <property name="format" value="^[a-z][a-z0-9][a-zA-Z0-9]*$"/>
    <message key="name.invalidPattern"
             value="Member name ''{0}'' must match pattern ''{1}''."/>
</module>
<module name="ParameterName">
    <property name="format" value="^[a-z]([a-z0-9][a-zA-Z0-9]*)?$"/>
    <message key="name.invalidPattern"
             value="Parameter name ''{0}'' must match pattern ''{1}''."/>
</module>
<module name="CatchParameterName">
    <property name="format" value="^[a-z]([a-z0-9][a-zA-Z0-9]*)?$"/>
    <message key="name.invalidPattern"
             value="Catch parameter name ''{0}'' must match pattern ''{1}''."/>
</module>
<module name="LocalVariableName">
    <property name="tokens" value="VARIABLE_DEF"/>
    <property name="format" value="^[a-z]([a-z0-9][a-zA-Z0-9]*)?$"/>
    <message key="name.invalidPattern"
             value="Local variable name ''{0}'' must match pattern ''{1}''."/>
</module>

变量名使用小驼峰式命名法

除了临时变量和循环变量,避免使用单字符进行命名。

5.2.6 类型变量名

<module name="ClassTypeParameterName">
    <property name="format" value="(^[A-Z][0-9]?)$)"/>
    <message key="name.invalidPattern"
             value="Class type name ''{0}'' must match pattern ''{1}''."/>
</module>
<module name="MethodTypeParameterName">
    <property name="format" value="(^[A-Z][0-9]?)$)"/>
    <message key="name.invalidPattern"
             value="Method type name ''{0}'' must match pattern ''{1}''."/>
</module>
<module name="InterfaceTypeParameterName">
    <property name="format" value="(^[A-Z][0-9]?)$)"/>
    <message key="name.invalidPattern"
             value="Interface type name ''{0}'' must match pattern ''{1}''."/>
</module>

类型变量使用单个的大写字母命名(如T, E, V),例如:

MyArrayList<T>

5.3 驼峰式命名法

<module name="AbbreviationAsWordInName">
    <property name="ignoreFinal" value="false"/>
    <property name="allowedAbbreviationLength" value="1"/>
</module>

驼峰式命名法分为大驼峰式命名法UpperCamelCase 和小驼峰式命名法lowerCamelCase。有时命名会遇到缩略语或不寻常的结构(例如”IPv6”或”iOS”)。有以下的转换方案。

名字从散文形式(prose form)开始:

  1. 把短语转换为纯ASCII码,并且移除任何单引号。例如:”Müller’s algorithm”将变成”Muellers algorithm”。
  2. 把这个结果切分成单词,在空格或其它标点符号(通常是连字符)处分割开。
    • 推荐:如果某个单词已经有了常用的驼峰表示形式,按它的组成将它分割开(如”AdWords”将分割成”ad words”)。 需要注意的是”iOS”并不是一个真正的驼峰表示形式,因此该推荐对它并不适用。
  3. 现在将所有字母都小写(包括缩写),然后将单词的第一个字母大写:
    • 每个单词的第一个字母都大写,来得到大驼峰式命名。
    • 除了第一个单词,每个单词的第一个字母都大写,来得到小驼峰式命名。
  4. 最后将所有的单词连接起来得到一个标识符。

示例:

Prose form                Correct               Incorrect
------------------------------------------------------------------
"XML HTTP request"        XmlHttpRequest        XMLHTTPRequest
"new customer ID"         newCustomerId         newCustomerID
"inner stopwatch"         innerStopwatch        innerStopWatch
"supports IPv6 on iOS?"   supportsIpv6OnIos     supportsIPv6OnIOS
"YouTube importer"        YouTubeImporter

6 设计规范

6.1 类长度

<module name="FileLength">
  <property name="max" value="500"/>
</module>

一个顶级类(即一个文件)最多有500行。

6.2 方法长度

<module name="MethodLength">
  <property name="tokens" value="METHOD_DEF"/>
  <property name="max" value="60"/>
  <property name="countEmpty" value="false"/>
</module>

一个方法总长度不得超过60行(不包括其中的空行)。

6.3 参数个数

<module name="ParameterNumber">
  <property name="max" value="8"/>
  <property name="tokens" value="METHOD_DEF"/>
</module>

一个方法或者构造函数的参数数目不得超过8个。

6.4 类成员变量的可见性检查

<module name="VisibilityModifier"/>

严格检查类成员变量的可见性。只有被static final修饰的不可变对象,或是被可以是特殊注解修饰的对象才可以为public,其他一律为private

6.5 布尔表达式复杂度

<module name="BooleanExpressionComplexity">
  <property name="max" value="6"/>
</module>

禁止使用过于复杂的布尔表达式,会造成reviewer者阅读困难和更高的debug难度,最大的布尔表达式中运算符个数是6。

6.6 禁止嵌套内联条件语句(inline conditions)

<module name="AvoidInlineConditionals"/>

例如:

String a = "oo";
String b = (a==null || a.length<1) ? null : a.substring(1);

简单来说,对于三目运算符,禁止任何嵌套。如果有类似的逻辑写成显示的if-else语句。

6.7 禁止对参数的赋值

<module name="ParameterAssignment"/>

禁止对方法中参数的赋值操作。

6.8 循环嵌套重数限制

<module name="NestedForDepth">
  <property name="max" value="4"/>
</module>

对于各类循环语句,限制最大嵌套重数为4。

6.9 条件语句嵌套重数限制

<module name="NestedIfDepth">
  <property name="max" value="4"/>
</module>

对于if-else语句,限制最大嵌套重数为4。


7 编程实践

7.1 @Override的使用

只要合理,就尽可能地使用@Override注解,表明是重写

7.2 对于类的静态成员和方法,使用类名进行调用

对于类的静态成员和方法,使用类名进行调用,而不是使用对象名或表达式

NaiveClass handle_simple = new NaiveClass();
NaiveClass.staticMethod(); // corrrect
handle_simple.staticMethod(); // wrong
returnNaiveClassObjectMethod().staticMethod(); // wrong

7.3 对于捕获的异常不能忽视

<module name="EmptyCatchBlock">
    <property name="exceptionVariableName" value="expected"/>
</module>

对于捕获到的异常,不能ignore,必须进行相应处理,即不允许出现空的catch块,常见的做法有打印日志,或者是再抛出一个AssertionError


本指南是基于主流java代码风格指南的简化版,我们基于实际需要进行了一些修改,如有任何建议和问题请联系作者。

email: niuyazhe@buaa.edu.cnhansbug@questionor.cn

github repo: https://github.com/OO-guide-2019/codestyle-guide