Рефакторинг — это метод улучшения структуры кода без изменения его поведения, определенного тестами. Другими словами, мы вносим изменения в имена, классы, функции и выражения, не проваливая никаких тестов. Мы улучшаем структуру программы без воздействия на ее выполнение.
Конечно же, эта дисциплина тесно связана с разработкой через тестирование. Чтобы без опасений перепроектировать код, нужен тестовый набор, который с высокой степенью вероятности укажет нам на то, что мы ничего не испортим.
Изменения, выполненные во время рефакторинга, разнятся от простых косметических до глубокой правки структуры. Такие изменения могут представлять собой просто изменения в названиях или сложную замену операторов switch на полиморфные отправки. Большие функции будут разбиты на те, что поменьше, с более удачными названиями. Списки аргументов будут изменены на объекты. Классы с большим количеством методов будут разделены на множество мелких классов. Функции будут перемещены из одного класса в другой. Из классов будут выделены подклассы или внутренние классы. Зависимости будут инвертированы, а модули перемещены через границы архитектуры.
И пока все это происходит, наша программа непременно проходит тесты.
Красный/зеленый/рефакторинг
Ход рефакторинга естественным образом связан с тремя правилами разработки через тестирование приемом «красный/зеленый/рефакторинг» (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Цикл «красный/зеленый/рефакторинг»
1. Сначала мы создаем тест, который не получается пройти.
2. Потом пишем код и проходим тест.
3. Затем подчищаем код.
4. Далее возвращаемся к шагу 1.
Написание рабочего кода и написание чистого кода — это две разные вещи. Делать одновременно то и другое необычайно сложно, так как это совершенно разная деятельность.
Довольно тяжело написать рабочий код, не говоря уже о соблюдении его чистоты. Поэтому мы сначала ориентируемся на написание рабочего кода, что бы там ни происходило в головах нашего сумрачного гения. Затем, когда все заработало, мы устраняем беспорядок, который натворили.
Это дает понять, что рефакторинг кода — процесс непрерывный, и его не проводят по плану. Мы не плодим беспорядок несколько дней кряду, чтобы потом долго его подчищать. Мы лучше создадим легкий беспорядок и через минуту-две все исправим.
Слово «рефакторинг» никогда не должно появляться в графике работ. Это не тот род деятельности, который можно провести по плану. Мы не выделяем времени на рефакторинг кода. Рефакторинг — это часть нашей ежеминутной, ежечасной рутины при написании ПО.
Большой рефакторинг
Иногда требования меняются так, что вы осознаете: дизайн и архитектура программы не совсем подходят. Тогда вы решаете внести значительные изменения в структуру программы. Такие изменения вносят в цикле «красный/зеленый/рефакторинг». Мы не создаем программы специально для того, чтобы вносить изменения в структуру. Мы не выделяем времени в графике работ на такой глубокий рефакторинг кода. Маленькими порциями мы переносим код, продолжая добавлять новые функции за время обычного цикла Agile.
Такое изменение в структуру программы можно вносить несколько дней, недель или даже месяцев. Все это время программа проходит все необходимые тесты и готова к развертыванию, даже если изменение структуры не полностью завершено.
Простота проектирования
Метод «простота проектирования» — одна из целей рефакторинга. Простота проектирования — метод, предполагающий написание только необходимого кода, чтобы сохранять простоту структуры, его небольшой размер и наибольшую выразительность.
Правила простого проектирования Кента Бека.
1. Пройти все тесты.
2. Проявить намерение.
3. Удалить дубликаты.
4. Сократить количество элементов.
Номера пунктов означают порядок действий, в котором эти правила выполняются, и их приоритет.
Пункт 1 говорит сам за себя. Код должен пройти все тесты. Он должен работать.
В пункте 2 указано, что после того как код заработал, ему нужно придать выразительность. Он должен явно отражать намерения программиста. Код нужно писать так, чтобы он легко читался и содержал достаточно сведений. Как раз сейчас мы проводим косметический рефакторинг кода, в течение которого вносим много простых изменений. Нужно также разделить большие функции на мелкие, дав им более простые и понятные названия.
В пункте 3 говорится, что после того как код получился в высшей мере описательным и выразительным, мы старательно выискиваем и удаляем все дубликаты. Не нужно, чтобы в коде повторялось одно и то же. Во время такой деятельности проводить рефакторинг, как правило, сложнее. Иногда удалить дубликаты так же просто, как перенести дублирующийся код в функцию и вызвать его из разных мест. В других случаях требуются решения интереснее, например паттерны проектирования[54]: