2.2 为何重构
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,虽不是一颗银子弹却是一把“银钳子”,可以帮助你始终良好地控制自己的代码。重构是个工具,它可以(并且应该)用于以下几个目的。
重构改进软件设计
如果没有重构,程序的设计会逐渐腐败变质。当人们只为短期目的,或是在完全理解整体设计之前,就贸然修改代码,程序将逐渐失去自己的结构,程序员越来越难通过阅读源码而理解原来的设计。重构很像是在整理代码,你所做的就是让所有东西回到应处的位置上。代码结构的流失是累积性的。越难看出代码所代表的设计意图,就越难保护其中设计,于是该设计就腐败得越快。经常性的重构可以帮助代码维持自己该有的形态。
完成同样一件事,设计不良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。这个动作的重要性在于方便未来的修改。代码量减少并不会使系统运行更快,因为这对程序的运行轨迹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,正确的修改就越困难,因为有更多代码需要理解。你在这儿做了点修改,系统却不如预期那样工作,是因为你没有修改另一处——那儿的代码做着几乎完全一样的事情,只是所处环境略有不同。如果消除重复代码,你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交谈:你编写代码告诉计算机做什么事,它的响应则是精确按照你的指示行动。你得及时填补“想要它做什么”和“告诉它做什么”之间的缝隙。这种编程模式的核心就是“准确说出我所要的”。除了计算机外,你的源码还有其他读者:几个月之后可能会有另一位程序员尝试读懂你的代码并做一些修改。我们很容易忘记这第二位读者,但他才是最重要的。计算机是否多花了几个小时来编译,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——如果他理解了你的代码,这个修改原本只需一小时。
问题在于,当你努力让程序运转的时候,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,对代码做适当修改,让代码变得更易理解。重构可以帮助我们让代码更易读。一开始进行重构时,你的代码可以正常运行,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用途。这种编程模式的核心就是“准确说出我所要的”。
关于这一点,我没必要表现得如此无私。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程序里,这样我就不必记住它了。这么一来我就不必太担心Old Peculier[1][Jackson]杀光我的脑细胞。
这种可理解性还有另一方面的作用。我利用重构来协助我理解不熟悉的代码。每当看到不熟悉的代码,我必须试着理解其用途。我先看两行代码,然后对自己说:“噢,是的,它做了这些那些……”有了重构这个强大武器在手,我不会满足于这么一点体会。我会真正动手修改代码,让它更好地反映出我的理解,然后重新执行,看它是否仍然正常运作,以此检验我的理解是否正确。
一开始我所做的重构都像这样停留在细枝末节上。随着代码渐趋简洁,我发现自己可以看到一些以前看不到的设计层面的东西。如果不对代码做这些修改,也许我永远看不见它们,因为我的聪明才智不足以在脑子里把这一切都想象出来。Ralph Johnson把这种“早期重构”描述为“擦掉窗户上的污垢,使你看得更远”。研究代码时我发现,重构把我带到更高的理解层次上。如果没有重构,我达不到这种层次。
重构帮助找到bug
对代码的理解,可以帮助我找到bug。我承认我不太擅长调试。有些人只要盯着一大段代码就可以找出里面的bug,我可不行。但我发现,如果对代码进行重构,我就可以深入理解代码的作为,并恰到好处地把新的理解反馈回去。搞清楚程序结构的同时,我也清楚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:“我不是个伟大的程序员,我只是个有着一些优秀习惯的好程序员。”重构能够帮助我更有效地写出强健的代码。
重构提高编程速度
终于,前面的一切都归结到了这最后一点:重构帮助你更快速地开发程序。
听起来有点违反直觉。当我谈到重构,人们很容易看出它能够提高质量。改善设计、提升可读性、减少错误,这些都是提高质量。但这难道不会降低开发速度吗?
我绝对相信:良好的设计是快速开发的根本——事实上,拥有良好设计才可能做到快速开发。如果没有良好设计,或许某一段时间内你的进展迅速,但恶劣的设计很快就让你的速度慢下来。你会把时间花在调试上面,无法添加新功能。修改时间越来越长,因为你必须花越来越多的时间去理解系统、寻找重复代码。随着你给最初程序打上一个又一个的补丁,新特性需要更多代码才能实现。真是个恶性循环。
良好设计是维持软件开发速度的根本。重构可以帮助你更快速地开发软件,因为它阻止系统腐败变质,它甚至还可以提高设计质量。