题设

保龄球记分牌

保龄球比赛一局有10轮，每轮选手有两次投球机会来击倒全部10个球瓶。如果第一球就击倒全部球瓶，称之为“strike”，用“x”表示，得分为10分再加下两球的倒瓶数；如果第一球未全中则再打一球，当第二球击倒剩余球瓶，称之为“spare”，用“/”表示，得分为10分再加下轮第一球的倒瓶数；如第二球也未击倒所有球瓶，称之为“miss”，用“-”表示，得分就是两次击倒球瓶之和。

当比赛到第10轮时获得三次投球机会，如第一次全中，仍可继续投完剩余两个球；如果补中，则继续投完剩余一球；如果两次投球未击倒全部球瓶，则比赛结束。计算得分最高者则为优胜，计分范例如下：

X X X X X X X X X X X X (12 投，12 全中) = 10轮 * 30分 = 300分
9- 9- 9- 9- 9- 9- 9- 9- 9- 9- (20 投，10 次失误，每次9分) = 10轮 * 9分 = 90分
5/ 5/ 5/ 5/ 5/ 5/ 5/ 5/ 5/ 5/5 (21投，10次补中，第一球均为5分，第10轮第三投也为5分) = 10轮 * 15分 = 150分

分析

题设围绕保龄球规则展开，初看不难，但如果深究题设就会马上陷入一些“重要”的细节之中，比如一轮比赛中击中的球瓶数量，这完全就是一个随机值；再比如如何计算本轮比赛得分，似乎也不容易，因为很有可能与后面的投球相关，可后面的投球却也是随机行为。这样的问题一个接着一个，很快就占据了全部大脑细胞。

无法思考

虽然上面这些问题在完成这道Kata时，可能都是需要考虑的，不过这并不意味着它们就是Bowling Kata的关注焦点，实际上它们确实不是。尝试将上述Bowling需求进行分解，就能得到两个最明显的要求：

统计每轮比赛投球击中的球瓶数，也就是说击中的球瓶只是输入值，在合理范围内即可
计算一局比赛结束后的得分，因此不必考虑那些还未进行的轮次

因此考虑设计一个具有上述两个功能的类来表达，其中roll方法用于记录每次投球击中的球瓶数量，score方法用于计算总分。

public class BowlingGame {
    public void roll(int pins) {...}

    public int score() {...}
}

实现

从上述分析可知，Bowling需要记录所有的投球结果才能计算获得分数。考虑几种投球结果的极端情况可得：

10轮均为全中，则产生12(10 + 2)个投球结果
10轮均为补中，则产生21(10 * 2 + 1)个投球结果
10轮均为未全部击中，则产生20(10 * 2)个投球结果

因此简单设计一个满足上述边界情况下的击中球瓶的存储。

public class BowlingGame {
    private int rolls[] = new int[21];
    private int rollIndex = 0;

    public void roll(int pins) {
        rolls[rollIndex++] = pins;
    }
}

接着就可以采用TDD的方式开始逐个实现各种记分规则了，先来一个最简单的。

@Test
public void should_be_zero_when_no_pins_knocked_down() throws Exception {
    // given
    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        game.roll(0);
    }
    // when
    // then
    assertThat(game.score(), is(0));
}

这个实现不会有太大的难度，简单快速地实现就可以了，并且该实现对于每轮未能击中所有球瓶的情况都可适用。

public void roll(int pins)  {
    rolls[rollIndex++] = pins;
}

public int score()  {
    int score = 0;
    for (int r : rolls)  {
        score += r;
    }
    return score;
}

在这个基础上试试出现补中的场景，对原有用例简单调整即可获得。

@Test
public void should_score_spare() throws Exception {
    // given
    game.roll(9);
    game.roll(1);
    for (int i = 0; i < 18; i++) {
        game.roll(4);
    }
    // when
    // then
    assertThat(game.score(), is(86));
}

之前的实现无法满足用例是因为补中的场景中，分数的计算不再是两次投球击中的球瓶之和，而是在这个基础上增加下一次投球的击中球瓶数作为奖励，按此思路首先调整原有实现。

public int score()  {
    int score = 0;
    int index = 0;
    for (int frame = 0; frame < 10; frame++)  {
        score += roll[index] + roll[index + 1];
        index += 2;
    }
    return score;
}

在此基础上增加对补中场景的判断以及得分计算方法。

public int score()  {
    int score = 0;
    int index = 0;
    for (int frame = 0; frame < 10; frame++)  {
        if (rolls[index] + rolls[index + 1] == 10) {
            score += 10 + rolls[index + 2];
            index += 2;
        } else {
            score += rolls[index] + rolls[index + 1];
            index += 2;
        }
    }
    return score;
}

有了前两种场景的实现，实现全中场景就可以以此类推，照例先给出测试用例。

@Test
public void should_score_strike() throws Exception {
      // given
      rollStrike();
      rolls(18, 4);
      // when
      int score = game.score();
      // then
      assertThat(score, is(90));
}

public int score() {
    int score = 0;
    int index = 0;
    for (int frame = 0; frame < 10; frame++) {
        if (isStrike(index)) {
            score += 10 + strikeBonus(index);
            index += 1;
        }else if (isSpare(index)) {
            score += 10 + spareBonus(index);
            index += 2;
        } else {
            score += missScore(index);
            index += 2;
        }
    }
    return score;
}

通过上面的几次迭代Bowling要求的功能就实现了，当然这种实现比较粗旷，基本上是遇到一个问题解决一个问题，没有过多的预先设计，而是在代码实现的过程中逐步地完善整个设计。

思考

为何Bob大叔要推荐Bowling，因为它足够简单不需要太多复杂的技术，运用的都是编程语言中最最基本的概念，无论是何种语言的初学者都能胜任，绝对的入门经典；同时Bowling又足够的丰富，因为它的题设是递进式的，非常适合通过TDD迭代地实现，从简入繁逐层推进，另外它还能练习重构，可以比较容易地把clean code中的一些基础原则运用在里面；最后它又是能够启发思考的，当你完成这道Kata之后你就发现对于需求关注点、职责的把握可以避免过早地陷入各种零散又相互交织的细节中，于是如何更好地把握需求、澄清需求（清楚要做什么或不做什么）就是平日工作中的首要任务了。

TDD入门首选，Bowling Kata

TDD入门首选，Bowling Kata

题设

分析

实现

思考

推荐阅读更多精彩内容