refactoring در برنامه نویسی چیست و چه قابلیت‌هایی در اختیار ما قرار می‌دهد؟

مزایای Refactoring چیست؟

از مزایای شاخص ریفکتورینگ به موارد زیر باید اشاره کرد:

• افزایش خوانایی کد: با بهبود نامگذاری، ساختار و تقسیم بندی کد، کد قابل فهم‌تر و خواناتر می‌شود.
• افزایش قابلیت نگهداری: با استفاده از ساختارهای بهتر و کاهش تکرار کدها، کد قابلیت تغییر و توسعه راحت‌تری پیدا می‌کند.
• کاهش بدهی فنی (technical debt): با بهبود کد، بدهی فنی کاهش می‌یابد و کد بهتر قابل مدیریت می‌شود.
• بهبود کارایی: با بهینه‌سازی کدها و الگوریتم‌ها، کارایی برنامه افزایش می‌یابد.

به طور کلی، Refactoring یک فرآیند مهم در توسعه نرم‌افزار است که کمک می‌کند کد را تمیزتر، قابلیت نگهداری بیشتر و قابلیت توسعه بهتری داشته باشیم. این فرآیند به میزان قابل توجهی در بهبود کیفیت نرم‌افزار و افزایش پایداری و قابلیت نگهداری آن تأثیرگذار است.

کد کثیف و Refactoring

کد کثیف (dirty code) به کدی اطلاق می‌شود که به صورت نامنظم، غیرقابل فهم و سازماندهی نشده است. این نوع کد ممکن است شامل تکرارهای زیاد، نامگذاری نامناسب، تابع‌های بزرگ و پیچیده، عدم رعایت اصول طراحی و ساختار مناسب، و استفاده نادرست از الگوها و اصول برنامه‌نویسی باشد. کد کثیف می‌تواند علت ایجاد اشکالات و مشکلات در برنامه باشد و کارایی و قابلیت نگهداری آن را کاهش دهد.

Refactoring، همان‌گونه پیش‌تر توضیح داده شد، فرآیند بهبود کد بدون تغییر عملکرد آن است. در این فرآیند، هدف اصلی اصلاح کد کثیف و بهبود ساختار و سازماندهی آن است. Refactoring شامل عملیات مختلفی است.

اولین مورد تقسیم‌بندی توابع بزرگ است. توابع بزرگ و پیچیده را به توابع کوچکتر و قابل فهم تقسیم می‌کند. این کار به خوانایی و قابلیت فهم بهتر کد کمک می‌کند. مورد بعدی حذف کدهای تکراری است. قسمت‌هایی از کد که تکرار می‌شوند، جداگانه استخراج شده و در یک تابع یا متد قرار می‌گیرند. این کار به کاهش تکرار کد و افزایش قابلیت نگهداری کد کمک می‌کند.

به فرآیند نامگذاری مناسب برای متغیرها، توابع و کلاس‌ها کمک می‌کند. نام‌های معنادار و قابل فهم به کاهش پیچیدگی و بهبود خوانایی کد کمک می‌کند. استفاده از الگوها و اصول طراحی مناسب، مانند SRP سرنام Single Responsibility Principle و تزریق وابستگی DI سرنام  Dependency Injection، کد را ماژولارتر و قابل توسعه‌تر می‌کند.

حذف کدهای بدون ‌استفاده، ترتیب‌دهی مناسب بخش‌های کد و ترتیب صحیح رویدادها را شامل می‌شود. هدف اصلی این مرحله، کاهش پیچیدگی و افزایش خوانایی کد است. نکته مهمی که باید در ارتباط با Refactoring به آن توجه داشته باشید این است که فرآیند فوق به صورت تدریجی و در طول زمان انجام می‌شود. این فرآیند ممکن است نیازمند تست و اعتبارسنجی مجدد باشد تا اطمینان حاصل شود که تغییراتی که در کد انجام شده، هیچ تغییری در عملکرد برنامه ایجاد نکرده‌اند.

مهم‌ترین نکته در Refactoring این است که باید به دقت و با استفاده از تکنیک‌های مربوطه انجام شود. عدم رعایت اصول و تکنیک‌های صحیح می‌تواند منجر به ایجاد مشکلات بیشتر و حتی تغییر رفتار برنامه شود. همچنین، قبل از انجام Refactoring، توصیه می‌شود که یک پوشش تست قوی داشته باشید تا از صحت عملکرد برنامه پس از اعمال تغییرات اطمینان حاصل شود. در کل، Refactoring یک فرآیند مهم در توسعه نرم‌افزار است که برای بهبود کد و افزایش کیفیت و قابلیت نگهداری برنامه بسیار مفید است. با استفاده از اصول و تکنیک‌های Refactoring، می‌توانید کد خود را بهبود داده و راهکارهای بهتری را برای مسائل برنامه‌نویسی خود پیدا کنید.

هدف از Refactoring چیست؟

هدف اصلی از Refactoring در برنامه‌نویسی بهبود کد بدون تغییر عملکرد آن است. به طور کلی، ما از Refactoring به دلایل زیر استفاده می‌کنیم:

• افزایش خوانایی و قابلیت فهم کد: با استفاده از تکنیک‌های Refactoring، کد قابل فهم‌تر و خواناتر می‌شود. این امر برای توسعه‌دهندگان دیگری که باید با کد شما کار کنند یا در آینده برنامه را توسعه دهند، بسیار مفید است. همچنین، خوانایی بالا در کد، اشکال‌زدایی (debugging) و تغییرات بعدی را آسان‌تر می‌کند.
• افزایش قابلیت نگهداری و توسعه: Refactoring باعث می‌شود که کد شما قابلیت نگهداری و توسعه بهتری داشته باشد. با بهبود ساختار کد، کاهش تکرارهای بی‌مورد، اصلاح نامگذاری نامناسب و بهبود تقسیم بندی توابع، بهبود قابلیت تغییر و توسعه برنامه ایجاد می‌شود. این امر به شما اجازه می‌دهد تا با اطمینان بیشتری تغییرات را اعمال کنید و برنامه را به راحتی توسعه دهید.
• کاهش بدهی فنی (technical debt): به شما اجازه می‌دهد بدهی فنی در کد را کاهش دهید. بدهی فنی به میزانی از پیچیدگی، تکرار کد، کد نامنظم و سازماندهی نشده، و عدم رعایت اصول طراحی برنامه نوشته شده است. با انجام Refactoring، بدهی فنی کاهش می‌یابد و کد شما قابلیت نگهداری بهتری دارد.
• بهبود کارایی: در برخی موارد، Refactoring می‌تواند بهبود کارایی برنامه را نیز به همراه داشته باشد. با بهینه‌سازی کدها و الگوریتم‌ها و کاهش عملیات غیرضروری، ممکن است عملکرد برنامه بهبود یابد و زمان اجرای آن کاهش یاد.
• افزایش اعتماد به کد: با انجام Refactoring، کد شما تمیزتر، ساده‌تر و بهبود یافته‌تر می‌شود. این امر باعث افزایش اعتماد به کد و قابلیت اطمینان بیشتر در اجرای صحیح برنامه می‌شود.

به طور خلاصه، هدف اصلی Refactoring بهبود کیفیت کد و ساختار آن است تا کد قابلیت نگهداری، توسعه و تغییر راحت‌تری داشته باشد.

چه زمانی باید از Refactoring استفاده کرد؟

استفاده از Refactoring در زمان‌های مختلفی در فرایند توسعه نرم‌افزار مناسب است. به طور مثال، اگر کد پیچیده، سخت قابل فهم و سازماندهی نشده است، ممکن است بخواهید Refactoring را انجام دهید. با بهبود ساختار کد و کاهش پیچیدگی، کد قابلیت خواندن و نگهداری بهتری خواهد داشت. اگر کد بر مبنای اصول نامناسبی طراحی شده (مثل نامگذاری نادرست، تکرارهای زیاد، کدهای بدون استفاده)، می‌توانید با استفاده از Refactoring آن را بهبود بخشید. با اصلاح نام‌گذاری، حذف تکرارها و بهینه‌سازی کدهای بدون استفاده، کد شما تمیزتر و قابل فهم‌تر خواهد شد.

اگر کد شما دشواری در تغییر و توسعه دارد و هر تغییری موجب ایجاد خطاهای جدید می‌شود، Refactoring می‌تواند کمک کند. با بهبود ساختار کد، کاهش تکرارها و افزایش خوانایی، قابلیت تغییر و توسعه آسان‌تر خواهد شد. اگر قسمت‌هایی از کد شما قدیمی و بازنگری نشده هستند و ممکن است از تکنیک‌ها و الگوهای جدید برنامه‌نویسی بی‌استفاده باشند، می‌توانید Refactoring را به کار ببرید. با به‌روزرسانی کدهای قدیمی و استفاده از الگوها و تکنیک‌های به‌روزتر، کد شما بهترین عملکرد و قابلیت نگهداری را دارا خواهد بود. اگر کد شما خطاهای مستمری دارد یا عملکرد نادرستی از خود نشان می‌دهد، ممکن است نیاز به Refactoring باشد. با بررسی و بهبود عملکرد، رفع خطاها و بهبود کیفیت کد، می‌توانید این مشکلات را برطرف کنید.

اصل مهمی که باید به آن دقت کنید این است که Refactoring بهتر است به صورت مداوم و در طول زمان انجام شود، به جای انتظار تا کد به حدی پیچیده و ناسازگار شود که دیگر قابل تغییر و توسعه نباشد. با انجام Refactoring به طور منظم، می‌توانید کدتان را تمیز، خوانا و قابل نگهداری نگه دارید و برای توسعه و بهبود آن اساسًا بهتری فراهم کنید. همچنین، برای انجام Refactoring، بهتر است داشتن یک سیستم کنترل نسخه و تست‌های واحد (Unit tests) موثر است. این ابزارها به شما کمک می‌کنند تا تغییرات خود را مدیریت کنید و از صحت عملکرد کد اطمینان حاصل کنید. در نهایت، همیشه بهتر است قبل از شروع به Refactoring، یک نسخه پشتیبان از کدتان داشته باشید تا در صورت بروز مشکلات ناخواسته، به حالت قبلی برگردید.

چالش‌های استفاده از Refactoring چیست؟

استفاده از Refactoring می‌تواند چالش‌هایی را به همراه داشته باشد. برخی از چالش‌ها به شرح زیر است:

• افزایش زمان و هزینه: Refactoring ممکن است زمان بیشتری نسبت به ادامه توسعه بدون تغییر ایجاد کند. زمانی که شما کد را تغییر می‌دهید، باید مطمئن شوید که تغییراتتان همچنان منطق کسب و کار را درست اجرا می‌کنند و هیچ خطایی ایجاد نمی‌کنند. همچنین، ممکن است نیاز به تغییر تست‌ها و اعمال تغییرات دیگر در سیستم نیز وجود داشته باشد. همه این عوامل می‌توانند زمان و هزینه بیشتری را مستلزم کنند.
• خطر بروز خطاهای جدید: هنگام انجام Refactoring، احتمال ایجاد خطاهای جدید وجود دارد. هر تغییری که در کد اعمال می‌کنید، می‌تواند منجر به بروز مشکلات غیرمنتظره شود. بنابراین، باید از تست‌های واحد (Unit tests) و تست‌های انتگرال (Integration tests) قوی برای بررسی صحت عملکرد کدتان استفاده کنید و در صورت لزوم، بازبینی کد انجام دهید.
• تاثیر روی سایر قسمت‌های سیستم: هنگامی که Refactoring انجام می‌دهید، باید به تاثیر آن بر روی سایر قسمت‌های سیستم نیز توجه کنید. تغییراتی که در یک بخش از کد اعمال می‌شوند، ممکن است به نحوی با سایر قسمت‌ها تداخل داشته باشند و باعث خرابی‌های ناخواسته شوند. بنابراین، باید تاثیرات تغییرات را به دقت ارزیابی کنید و اطمینان حاصل کنید که کلیت سیستم به درستی عمل می‌کند.
• مقاومت تیم: برخی اعضای تیم ممکن است مقاومتی در برابر انجام Refactoring نشان دهند. با اینکه می‌دانند تغییرات باعث بهبود اجرای کدها می‌شود مقاومت می‌کنند که ممکن است باعث بروز مشکلات جدید و توقف سیستم شود. در چنین مواقعی، مهم است توانایی توضیح دادن مزایا و ریسک‌های Refactoring و همچنین ارائه برنامه‌ریزی مناسب را داشته باشید و با همکاری و هماهنگی با تیم، به توافق برسید. همچنین، در برخی موارد همه اعضای تیم ممکن است ایده‌ها و نظرات مختلفی در مورد Refactoring و نحوه اعمال تغییرات داشته باشند که می‌تواند منجر به اختلافات شود که روند انجام کارها را به تعویق خواهد انداخت. در این صورت، مهم است تا با بحث و بررسی‌های سازنده، به توافقی برسید و بهترین راه حل را برای Refactoring انتخاب کنید.

در کل، استفاده از Refactoring می‌تواند بهبود قابل توجهی در کیفیت و قابلیت‌های کد شما ایجاد کند، اما همراه با چالش‌هایی نیز همراه است که باید با آنها برخورد کنید. برنامه‌ریزی دقیق، تست کامل و همکاری با تیم می‌تواند در موفقیت این فرآیند موثر باشد.

روش‌های مختلف Refactoring

Refactoring، فرآیندی است که در آن کد موجود تغییر می‌کند تا بهبودهایی در قابلیت‌ها و ساختار آن صورت گیرد، اما بدون تغییرات کلی و بزرگ در پروژه. برخی از روش‌های مختلف Refactoring به شرح زیر است:

• روش  شی‌گرایی (Object-Oriented Refactoring): این روش برای بهبود رفتار و عملکرد متدهای شیء گرا استفاده می‌شود. این شامل تجزیه و تحلیل متدها، تجزیه و تحلیل پارامترها، حذف کدهای تکراری، استفاده از الگوهای طراحی و تبدیل متدها به متدهای کوچکتر و قابل استفاده مجدد است.
• روش کلاس شی‌محور (Object-Oriented Class Refactoring): در این روش، تمرکز بر روی بهبود ساختار کلاس‌ها و ارتباطات آنها است. این شامل تجزیه و تحلیل کلاس‌ها، تجزیه و تحلیل روابط بین کلاس‌ها، تغییر نام کلاس‌ها، حذف کدهای تکراری و تبدیل کلاس‌های ضعیف به کلاس‌های قوی‌تر است.
• روش ساختاری (Structural Refactoring): این روش برای بهبود ساختار کد استفاده می‌شود. این شامل تغییرات مانند جابه‌جایی متدها و فیلدها، تجزیه و تحلیل و اصلاح پیچیدگی‌های ارث بری، تجزیه و تحلیل و اصلاح وابستگی‌های نامناسب و تجزیه و تحلیل و حذف کدهای تکراری است.
• روش رفع بویایی کد (Code Smell Refactoring): در این روش، تمرکز بر روی تشخیص و رفع مشکلاتی است که در دنیای برنامه‌نویسی به Code Smell معروف است. بویایی‌های کد، نشانه‌هایی هستند که ممکن است بر روی وجود مشکلات در کد اشاره کنند. به طور مثال، کدهای تکراری، رابطه‌های پیچیده، روش‌های بزرگ، وابستگی‌های نامناسب و غیره. با تشخیص و رفع این بویایی‌ها، کد بهبود می‌یابد.
• روش تجزیه و تحلیل و طراحی (Analysis and Design Refactoring): این روش بر روی بهبود تجزیه و تحلیل و طراحی سیستم تمرکز دارد. در این روش، سعی می‌شود از طریق استفاده از الگوهای طراحی مناسب، تجزیه و تحلیل درست و طراحی اصولی، کد بهبود یابد.

دقت کنید که هر روش Refactoring به مشکلات و نیازهای خاصی پاسخ می‌دهد و نیاز است که بر اساس شرایط و محیط کد مناسب‌ترین روش را انتخاب کنید. همچنین، ترکیب و تلفیق این روش‌ها ممکن است در برخی موارد منجر به بهبود بهتری در کدها منجر شود.