我不想把重构说成是包治百病的万灵丹,它绝对不是所谓的“银弹”。不过它的确很有价值,尽管它不是一颗“银弹”,却可以算是一把“银钳子”,可以帮你始终良好地控制自己的代码。重构是一个工具,它可以(并且应该)用于以下几个目的。
### 重构改进软件的设计
如果没有重构,程序的内部设计(或者叫架构)会逐渐腐败变质。当人们只为短期目的而修改代码时,他们经常没有完全理解架构的整体设计,于是代码逐渐失去了自己的结构。程序员越来越难通过阅读源码来理解原来的设计。代码结构的流失有累积效应。越难看出代码所代表的设计意图,就越难保护其设计,于是设计就腐败得越快。经常性的重构有助于代码维持自己该有的形态。
完成同样一件事,设计欠佳的程序往往需要更多代码,这常常是因为代码在不同的地方使用完全相同的语句做同样的事,因此改进设计的一个重要方向就是消除重复代码。代码量减少并不会使系统运行更快,因为这对程序的资源占用几乎没有任何明显影响。然而代码量减少将使未来可能的程序修改动作容易得多。代码越多,做正确的修改就越困难,因为有更多代码需要理解。我在这里做了点儿修改,系统却不如预期那样工作,因为我没有修改另一处——那里的代码做着几乎完全一样的事情,只是所处环境略有不同。消除重复代码,我就可以确定所有事物和行为在代码中只表述一次,这正是优秀设计的根本。
### 重构使软件更容易理解
所谓程序设计,很大程度上就是与计算机对话:我编写代码告诉计算机做什么事,而它的响应是按照我的指示精确行动。一言以蔽之,我所做的就是填补“我想要它做什么”和“我告诉它做什么”之间的缝隙。编程的核心就在于“准确说出我想要的”。然而别忘了,除了计算机外,源码还有其他读者:几个月之后可能会有另一位程序员尝试读懂我的代码并对其做一些修改。我们很容易忘记这这位读者,但他才是最重要的。计算机是否多花了几个时钟周期来编译,又有什么关系呢?如果一个程序员花费一周时间来修改某段代码,那才要命呢——如果他理解了我的代码,这个修改原本只需一小时。
问题在于,当我努力让程序运转的时候,我不会想到未来出现的那个开发者。是的,我们应该改变一下开发节奏,让代码变得更易于理解。重构可以帮我让代码更易读。开始进行重构前,代码可以正常运行,但结构不够理想。在重构上花一点点时间,就可以让代码更好地表达自己的意图——更清晰地说出我想要做的。
关于这一点,我没必要表现得多么无私。很多时候那个未来的开发者就是我自己。此时重构就显得尤其重要了。我是一个很懒惰的程序员,我的懒惰表现形式之一就是:总是记不住自己写过的代码。事实上,对于任何能够立刻查阅的东西,我都故意不去记它,因为我怕把自己的脑袋塞爆。我总是尽量把该记住的东西写进代码里,这样我就不必记住它了。这么一来,下班后我还可以喝上两杯Maudite啤酒,不必太担心它杀光我的脑细胞。
### 重构帮助找到bug
对代码的理解,可以帮我找到bug。我承认我不太擅长找bug。有些人只要盯着一大段代码就可以找出里面的bug,我不行。但我发现,如果对代码进行重构,我就可以深入理解代码的所作所为,并立即把新的理解反映在代码当中。搞清楚程序结构的同时,我也验证了自己所做的一些假设,于是想不把bug揪出来都难。
这让我想起了Kent Beck经常形容自己的一句话:“我不是一个特别好的程序员,我只是一个有着一些特别好的习惯的还不错的程序员。”重构能够帮助我更有效地写出健壮的代码。
### 重构提高编程速度
最后,前面的一切都归结到了这一点:重构帮我更快速地开发程序。
听起来有点儿违反直觉。当我谈到重构时,人们很容易看出它能够提高质量。改善设计、提升可读性、减少bug,这些都能提高质量。但花在重构上的时间,难道不是在降低开发速度吗?
当我跟那些在一个系统上工作较长时间的软件开发者交谈时,经常会听到这样的故事:一开始他们进展很快,但如今想要添加一个新功能需要的时间就要长得多。他们需要花越来越多的时间去考虑如何把新功能塞进现有的代码库,不断蹦出来的bug修复起来也越来越慢。代码库看起来就像补丁摞补丁,需要细致的考古工作才能弄明白整个系统是如何工作的。这份负担不断拖慢新增功能的速度,到最后程序员恨不得从头开始重写整个系统。
下面这幅图可以描绘他们经历的困境。
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但有些团队的境遇则截然不同。他们添加新功能的速度越来越快,因为他们能利用已有的功能,基于已有的功能快速构建新功能。
![](https://box.kancloud.cn/b8603c9ba81345c762058b348c04b404_615x379.jpeg)
两种团队的区别就在于软件的内部质量。需要添加新功能时,内部质量良好的软件让我可以很容易找到在哪里修改、如何修改。良好的模块划分使我只需要理解代码库的一小部分,就可以做出修改。如果代码很清晰,我引入bug的可能性就会变小,即使引入了bug,调试也会容易得多。理想情况下,我的代码库会逐步演化成一个平台,在其上可以很容易地构造与其领域相关的新功能。
我把这种现象称为“设计耐久性假说”:通过投入精力改善内部设计,我们增加了软件的耐久性,从而可以更长时间地保持开发的快速。我还无法科学地证明这个理论,所以我说它是一个“假说”。但我的经验,以及我在职业生涯中认识的上百名优秀程序员的经验,都支持这个假说。
20年前,行业的陈规认为:良好的设计必须在开始编程之前完成,因为一旦开始编写代码,设计就只会逐渐腐败。重构改变了这个图景。现在我们可以改善已有代码的设计,因此我们可以先做一个设计,然后不断改善它,哪怕程序本身的功能也在不断发生着变化。由于预先做出良好的设计非常困难,想要既体面又快速地开发功能,重构必不可少。
- 第1章 重构,第一个示例
- 1.1 起点
- 1.2 对此起始程序的评价
- 1.3 重构的第一步
- 1.4 分解statement函数
- 1.5 进展:大量嵌套函数
- 1.6 拆分计算阶段与格式化阶段
- 1.7 进展:分离到两个文件(和两个阶段)
- 1.8 按类型重组计算过程
- 1.9 进展:使用多态计算器来提供数据
- 1.10 结语
- 第2章 重构的原则
- 2.1 何谓重构
- 2.2 两顶帽子
- 2.3 为何重构
- 2.4 何时重构
- 2.5 重构的挑战
- 2.6 重构、架构和YAGNI
- 2.7 重构与软件开发过程
- 2.8 重构与性能
- 2.9 重构起源何处
- 2.10 自动化重构
- 2.11 延展阅读
- 第3章 代码的坏味道
- 3.1 神秘命名(Mysterious Name)
- 3.2 重复代码(Duplicated Code)
- 3.3 过长函数(Long Function)
- 3.4 过长参数列表(Long Parameter List)
- 3.5 全局数据(Global Data)
- 3.6 可变数据(Mutable Data)
- 3.7 发散式变化(Divergent Change)
- 3.8 霰弹式修改(Shotgun Surgery)
- 3.9 依恋情结(Feature Envy)
- 3.10 数据泥团(Data Clumps)
- 3.11 基本类型偏执(Primitive Obsession)
- 3.12 重复的switch (Repeated Switches)
- 3.13 循环语句(Loops)
- 3.14 冗赘的元素(Lazy Element)
- 3.15 夸夸其谈通用性(Speculative Generality)
- 3.16 临时字段(Temporary Field)
- 3.17 过长的消息链(Message Chains)
- 3.18 中间人(Middle Man)
- 3.19 内幕交易(Insider Trading)
- 3.20 过大的类(Large Class)
- 3.21 异曲同工的类(Alternative Classes with Different Interfaces)
- 3.22 纯数据类(Data Class)
- 3.23 被拒绝的遗赠(Refused Bequest)
- 3.24 注释(Comments)
- 第4章 构筑测试体系
- 4.1 自测试代码的价值
- 4.2 待测试的示例代码
- 4.3 第一个测试
- 4.4 再添加一个测试
- 4.5 修改测试夹具
- 4.6 探测边界条件
- 4.7 测试远不止如此
- 第5章 介绍重构名录
- 5.1 重构的记录格式
- 5.2 挑选重构的依据
- 第6章 第一组重构
- 6.1 提炼函数(Extract Function)
- 6.2 内联函数(Inline Function)
- 6.3 提炼变量(Extract Variable)
- 6.4 内联变量(Inline Variable)
- 6.5 改变函数声明(Change Function Declaration)
- 6.6 封装变量(Encapsulate Variable)
- 6.7 变量改名(Rename Variable)
- 6.8 引入参数对象(Introduce Parameter Object)
- 6.9 函数组合成类(Combine Functions into Class)
- 6.10 函数组合成变换(Combine Functions into Transform)
- 6.11 拆分阶段(Split Phase)
- 第7章 封装
- 7.1 封装记录(Encapsulate Record)
- 7.2 封装集合(Encapsulate Collection)
- 7.3 以对象取代基本类型(Replace Primitive with Object)
- 7.4 以查询取代临时变量(Replace Temp with Query)
- 7.5 提炼类(Extract Class)
- 7.6 内联类(Inline Class)
- 7.7 隐藏委托关系(Hide Delegate)
- 7.8 移除中间人(Remove Middle Man)
- 7.9 替换算法(Substitute Algorithm)
- 第8章 搬移特性
- 8.1 搬移函数(Move Function)
- 8.2 搬移字段(Move Field)
- 8.3 搬移语句到函数(Move Statements into Function)
- 8.4 搬移语句到调用者(Move Statements to Callers)
- 8.5 以函数调用取代内联代码(Replace Inline Code with Function Call)
- 8.6 移动语句(Slide Statements)
- 8.7 拆分循环(Split Loop)
- 8.8 以管道取代循环(Replace Loop with Pipeline)
- 8.9 移除死代码(Remove Dead Code)
- 第9章 重新组织数据
- 9.1 拆分变量(Split Variable)
- 9.2 字段改名(Rename Field)
- 9.3 以查询取代派生变量(Replace Derived Variable with Query)
- 9.4 将引用对象改为值对象(Change Reference to Value)
- 9.5 将值对象改为引用对象(Change Value to Reference)
- 第10章 简化条件逻辑
- 10.1 分解条件表达式(Decompose Conditional)
- 10.2 合并条件表达式(Consolidate Conditional Expression)
- 10.3 以卫语句取代嵌套条件表达式(Replace Nested Conditional with Guard Clauses)
- 10.4 以多态取代条件表达式(Replace Conditional with Polymorphism)
- 10.5 引入特例(Introduce Special Case)
- 10.6 引入断言(Introduce Assertion)
- 第11章 重构API
- 11.1 将查询函数和修改函数分离(Separate Query from Modifier)
- 11.2 函数参数化(Parameterize Function)
- 11.3 移除标记参数(Remove Flag Argument)
- 11.4 保持对象完整(Preserve Whole Object)
- 11.5 以查询取代参数(Replace Parameter with Query)
- 11.6 以参数取代查询(Replace Query with Parameter)
- 11.7 移除设值函数(Remove Setting Method)
- 11.8 以工厂函数取代构造函数(Replace Constructor with Factory Function)
- 11.9 以命令取代函数(Replace Function with Command)
- 11.10 以函数取代命令(Replace Command with Function)
- 第12章 处理继承关系
- 12.1 函数上移(Pull Up Method)
- 12.2 字段上移(Pull Up Field)
- 12.3 构造函数本体上移(Pull Up Constructor Body)
- 12.4 函数下移(Push Down Method)
- 12.5 字段下移(Push Down Field)
- 12.6 以子类取代类型码(Replace Type Code with Subclasses)
- 12.7 移除子类(Remove Subclass)
- 12.8 提炼超类(Extract Superclass)
- 12.9 折叠继承体系(Collapse Hierarchy)
- 12.10 以委托取代子类(Replace Subclass with Delegate)
- 12.11 以委托取代超类(Replace Superclass with Delegate)
- 参考文献
- 重构列表
- 坏味道与重构手法速查表