【软件重构】快速全面认识重构知识和重构原则

【软件重构】快速全面认识重构知识和重构原则

一、什么是重构

重构就是在不改变软件的可观察行为的前提下,对代码进行修改,改进程序的内部结构。

有两个不同的重构方向:

(小改动)不改变软件的可观察行为,对代码内部结构进行调整,不做大的变动,不做架构上调整,提高代码的可理解性,简单化,降低代码的修改维护成本。

(大改动)不改变软件的可观察行为,通过一些重构手法,如设计模式、设计原则,调整软件的架构、模块等内部结构,优化代码,提高整体代码的质量。

二、为什么要重构

技术不断发展,程序会慢慢老化,老程序会存在以下问题:

大量重复代码让人很难理解,新增特性需要涉及阅读理解其他一大堆的无用代码。

程序接口文档缺失,模块内外耦合严重。

模块内的功能实现堆砌式,随便使用全局变量、控制变量,不断增加控制分支,导致维护难度不断增加,程序异常也不断增加

运行时逐渐出现内存、CPU、存储空间等资源不足,使用过高等问题出现,急切优化程序

功能类似,代码重复,工作量增加,效率很低,不利于软件发展。等等

当一个软件产品出现了以上问题的,就需要重构该软件产品了。

一句话总结就是:再好的架构,其生命力也是有限的。随着时间的推移、环境的变化以及新技术、新功能特性的引入,架构也会腐化。面对腐化了的架构,要毫不犹豫地去重构它。

三、重构的好处

重构可以改进程序内部结构,跟着技术不断发展,防止逐渐腐败

重构可以使软件产品的架构更清晰,简化代码裸机,去除重复代码,使人更容易理解,更容易维护,更容易持续演进

重构可以使软件产品更容易拓展,提高开发效率。符合program smart标准:

performance高效

protable可移植

security安全

maintainable可维护

reliability可靠

readable可读

testable可测试

四、重构的分类

重构有多个层次,每一层的重构意义不同:

第一层:功能正确,外在功能表现与需求一致

第二层:无漏洞风险,满足基本安全规范要求

第三层:代码整洁,满足基本的编码规范要求,代码简洁易懂易维护

第四层:架构优雅,高内聚低耦合,易拓展、可移植,使用算法精巧

第五层:软件产品在不断的演进,不断更新。

具体的重构类别:

架构级重构:属于大规模的重构活动,要求比较高,是一项大功能,需要架构师、专家参与并落实

模块级重构:开发人员可以评估落实方案,要求一般。

函数级重构:最多的重构活动,在日常的开发过程即可完成。

五、重构的原则

重构的前提是:先识别软件代码的坏味道,制定好重构方案后,才能进行重构。

重构时最重要的一点是:需要将新增代码与重构分开,重构前与重构后需要有测试用例保障,确保继承性功能不被破坏。

新增新功能或者修改bug时,不要将重构代码放在一起带进去,新增新功能只管添加新功能代码即可。

重构时,也不能带有新功能,只管改进原来的程序结构即可

一次只做一件事,一次重构只针对一种类型功能进行重构

然后依赖的六大设计原则【SOLID原则】去识别并重构:

单一职责原则(SRP):一个类、接口、方法只负责一项职责,也就是只干一件事。

开闭原则(OCP):一个软件实体(类或接口、模块和函数)对外拓展开放,对修改关闭。

里氏替换原则(LSP):子类对象可以替换成父类对象,子类对象可以拓展父类对象而不改变父类的方法和属性

迪米特原则[最小知道原则](LOD):一个对象应该对其他对象保持最少的了解,降低类与类之间的耦合度,通俗来讲就是只关心朋友,不在意陌生人;代码中尽量不要出现陌生人

接口隔离原则(ISP):一个类对另一个类的依赖建立在最小接口之上。

依赖倒置原则(DIP):也叫依赖注入。高层模块不依赖底层模块,两者都依赖抽象。

并结合正交设计原则进行重构思考:

消除重复(被动)。体现了低耦合

分离关注点(主动)。也叫分离不同方向变化,是整个模块化思想的延伸,也就是单一职责和组合复用的表现

缩小依赖范围(主动)。体现高内聚,迪米特法则的表现

依赖与稳定(主动)。耦合点的体现,依赖稳定的接口;是接口分离原则换了一个说法

六、重构的时机与方向

重构应该是随时进行,不要为了重构而重构,重构是为了将我们的程序优化得更好,更更好的为我们省事,高效。所以我们需要把握好重构时机,及时重构。

何时重构:

在新增特性代码的时候,发现有更好的实现,方便未来拓展,使开发更快速、更舒畅,可以考虑重构。

修改bug的时候,发现原来的旧代码不够清晰,并且很难发现错误,考虑重构

在我们组织代码检视活动的时候,根据经验,存在问题,有改善设计的空间,考虑重构。

何时不重构:

如果代码太混乱,设计完全错误,不考虑重构,直接重写,重新设计。

如果没有任何重构思路的时候,不要考虑重构。

如果时间很紧,重构的工作量又很大,会影响整个工作,建议推迟重构。

重构那些地方:

看到有重复的代码,做重复的事情,果断重构。如果做一件事情,重复超过三次,那么第三次就得选择重构去做。

看到代码中接口或逻辑混乱,接口文档缺失,模块内外耦合严重时,该地方考虑重构

看到代码中各种全局性的控制变量多,并且不断的异常性增加,该地方考虑重构

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