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Eclipse中自動(dòng)重構實(shí)現探索
   本文用eclipse的自動(dòng)重構功能對一個(gè)程序實(shí)例進(jìn)行重構,目的是探索Eclipse自動(dòng)重構可以在多大程度上輔助重構這個(gè)過(guò)程。程序實(shí)例使用《Refactoring:Improving the Design of Existing Code》一書(shū)中的例子。

  Eclipse的自動(dòng)重構功能能夠很好地支持各種程序元素的重命名,并自動(dòng)更新相關(guān)的引用。Eclipse能夠支持方法、字段在類(lèi)之間移動(dòng),并自動(dòng)更新引用。Eclipse較好地支持內聯(lián)字段、函數的更新替換。Eclipse較好地支持抽取方法、變量等程序元素。

  重構的過(guò)程是一個(gè)不斷嘗試和探索的過(guò)程。Eclipse的重構支持撤銷(xiāo)和重做,并且能夠預覽重構結果,這些是很實(shí)用的功能。

  Eclipse的重命名、抽取方法、移動(dòng)、內聯(lián)功能、更改方法特征符等代碼結構級別的重構方法,是比較成熟同時(shí)也值得使用的功能。至于設計結構上的重構,eclipse還不能很好地支持。但是作者相信,自動(dòng)重構的理念應該是"工具輔助下的重構工作",人仍然承擔大部分重構工作。

  一、預備工作

  本文使用《Refactoring:Improving the Design of Existing Code》一書(shū)第一章的例子。重構前的代碼及每一步重構后的代碼見(jiàn)附件。讀者最好配合《Refactoring:Improving the Design of Existing Code》一書(shū)閱讀本文。

  Eclipse使用如下版本:


  同時(shí)安裝了中文語(yǔ)言包。

  二、重構第一步:分解并重組statement()

  目的:

  1、 把statement()函數中的swich語(yǔ)句提煉到獨立的函數amountFor()中。

  2、 修改amountFor()參數命名

  重構方法:

  Extract Method
  Rename Method

  方法:

  1、選中swich語(yǔ)句的代碼塊,在右鍵菜單中選擇"重構/抽取方法",出現參數對話(huà)框。Eclipse自動(dòng)分析代碼塊中的局部變量,找到了兩個(gè)局部變量:each和thisAmount。其中,each只是在代碼塊中被讀取,但thisAmount會(huì )在代碼塊中被修改。按照重構Extract Method總結出來(lái)的規則,應該把each當作抽取函數的參數、thisAmount當作抽取函數的返回值。然而Eclipse并不做區分,直接把這兩個(gè)變量當作抽取新方法的參數,如圖。


  我們的目的是把在抽取函數中不會(huì )被修改的each作為參數;會(huì )被修改的thisAmount作為返回值。解決的辦法是,把 double thisAmount = 0; 這行代碼移到switch語(yǔ)句的上面,變成這樣:

double thisAmount = 0;
switch(each.getMovie().getPriceCode()){
 case Movie.REGULAR:
  thisAmount += 2;
  if(each.getDaysRented()>2)
  thisAmount += (each.getDaysRented()-2)*1.5;
  break;

 case Movie.NEW_RELEASE:
  thisAmount += each.getDaysRented()*3;
  break;

 case Movie.CHILDRENS:
  thisAmount += 1.5;
  if(each.getDaysRented()>3)
   thisAmount += (each.getDaysRented()-3)*1.5;
  break;
}

  選中這段代碼,在右鍵菜單中選擇"重構/抽取方法",eclipse這次變得聰明點(diǎn)了,如圖。


  選擇"預覽"按鈕預先查看重構后的結果,符合我們最初的目的。


  選擇"確定"按鈕,重構后的代碼片斷如下:

public String statement() {
 double totalAmount = 0;
 int frequentRenterPoints = 0;
 Enumeration rentals = _rentals.elements();
 String result = "Rental Record for " + getName() + "\n";

 while(rentals.hasMoreElements()){
  Rental each = (Rental)rentals.nextElement();

  double thisAmount = amountFor(each);

  frequentRenterPoints ++;
  if((each.getMovie().getPriceCode())==Movie.NEW_RELEASE &&each.getDaysRented()>1)
   frequentRenterPoints ++;

   result += "\t" + each.getMovie().getTitle() + "\t" +String.valueOf(thisAmount) + "\n";
   totalAmount += thisAmount;
 }

 result += "Amount owed is " + String.valueOf(totalAmount) + "\n";
 result += "You earned " + String.valueOf(frequentRenterPoints) + " frequent renter points";

 return result;
}

/**
* @param each
* @return
*/
private double amountFor(Rental each) {
 double thisAmount = 0;
 switch(each.getMovie().getPriceCode()){
  case Movie.REGULAR:
   thisAmount += 2;
   if(each.getDaysRented()>2)
    thisAmount += (each.getDaysRented()-2)*1.5;
   break;

  case Movie.NEW_RELEASE:
   thisAmount += each.getDaysRented()*3;
   break;

  case Movie.CHILDRENS:
   thisAmount += 1.5;
   if(each.getDaysRented()>3)
    thisAmount += (each.getDaysRented()-3)*1.5;
   break;
 }
 return thisAmount;
}

  2、選中amountFor()的參數each,在右鍵菜單中選擇"重構/重命名",在對話(huà)框中輸入新的名稱(chēng):aRental,選擇確定,amountFor()中所有each的引用全部被替換成新的名稱(chēng)。用同樣的辦法修改amountFor()中的局部變量thisAmount為result。重構后的amountFor()代碼如下:

/**
* @param aRental
* @return
*/
private double amountFor(Rental aRental) {
 double result = 0;
 switch(aRental.getMovie().getPriceCode()){
  case Movie.REGULAR:
   result += 2;
   if(aRental.getDaysRented()>2)
    result += (aRental.getDaysRented()-2)*1.5;
   break;

  case Movie.NEW_RELEASE:
   result += aRental.getDaysRented()*3;
   break;

  case Movie.CHILDRENS:
   result += 1.5;
   if(aRental.getDaysRented()>3)
    result += (aRental.getDaysRented()-3)*1.5;
   break;
 }
 return result;
}

  1、選中函數amountFor()的定義,在右鍵菜單中選擇"重構/移動(dòng)",顯示參數設置對話(huà)框。把新方法名改成getCharge。按下"確定"按鈕,Customer Class中的amountFor()函數被移動(dòng)到Rental Class中,并更名為:getCharge()。


  同時(shí)eclipse自動(dòng)在Customer的amountFor()函數中添加一行對新函數的"委托"代碼:

private double amountFor(Rental aRental) {
 return aRental.getCharge();
}

  這行代碼會(huì )產(chǎn)生編譯錯誤,原因是amountFor()的private型被傳遞到了新的方法中:

/**
* @param this
* @return
*/
private double getCharge() {
……
}

  2、繼續重構!選中g(shù)etCharge()方法,在右鍵菜單中選擇"重構/更改方法特征符",彈出參數選擇對話(huà)框,把訪(fǎng)問(wèn)修飾符從private改成public。Eclipse的編譯錯誤提示自動(dòng)消失。


  3、回到Customer類(lèi),把所有對amountFor()引用的地方替換成直接對getCharge()的引用。選中Customer類(lèi)的函數amountFor(Rental aRental),在右鍵菜單中選擇"重構/內聯(lián)",出現參數選擇對話(huà)框。


  選擇"確認"按鈕,引用amountFor()的地方被替換成對getCharge()的引用。

public String statement() {
 ……
 double thisAmount = each.getCharge();
 ……
}

  4、除去臨時(shí)變量thisAmount。

  選中變量thisAmount,在右鍵菜單中選擇"重構/內聯(lián)",重構預覽窗口如下,可見(jiàn)達到了重構的目的。按下"確認"按鈕重構代碼。


  statement()代碼:

public String statement() {
 double totalAmount = 0; // 總消費金額
 int frequentRenterPoints = 0; // ??头e點(diǎn)
 Enumeration rentals = _rentals.elements();
 String result = "Rental Record for " + getName() + "\n";

 while(rentals.hasMoreElements()){
  Rental each = (Rental)rentals.nextElement(); //取得一筆租借記錄

  // add frequent renter points(累加 ??头e點(diǎn))
  frequentRenterPoints ++;
  // add bouns for a two day new release rental
  if((each.getMovie().getPriceCode())==Movie.NEW_RELEASE && each.getDaysRented()>1)
   frequentRenterPoints ++;

  // show figures for this rental(顯示此筆租借數據)
  result += "\t" + each.getMovie().getTitle() + "\t" +
  String.valueOf(each.getCharge()) + "\n";
  totalAmount += each.getCharge();
 }

 // add footer lines(結尾打?。?br> result += "Amount owed is " + String.valueOf(totalAmount) + "\n";
 result += "You earned " + String.valueOf(frequentRenterPoints) + " frequent renter points";

 return result;
}

  四、重構第三步:提煉"??头e點(diǎn)計算"代碼

  目的:提取"??头e點(diǎn)計算"代碼并放在Rental類(lèi)中,"??头e點(diǎn)計算"代碼如下。

public String statement() {
 ……
 // add frequent renter points
 frequentRenterPoints ++;
 // add bouns for a two day new release rental
 if((each.getMovie().getPriceCode())==Movie.NEW_RELEASE && each.getDaysRented()>1)
  frequentRenterPoints ++;
  ……
}


  重構后的代碼如下:

frequentRenterPoints += each.getFrequentRenterPoints();


  重構方法:

  Extract Method
  Move Method
  Change Method signatrue
  Inline Method

  方法:

  1、 首先,抽取代碼到獨立的函數中。

  用"抽取方法"重構代碼,函數名:getFrequentRenterPoints。很遺憾,eclipse的不能生成諸如:frequentRenterPoints += getFrequentRenterPoints(Rental aRental); 的代碼。原因是執行自增操作的局部變量frequentRenterPoints要出現在等式右邊,因此抽取函數getFrequentRenterPoints()一定要把frequentRenterPoints作為參數。手工修改函數和對函數的引用,重構后的代碼如下:

public String statement() {
 ……
 while(rentals.hasMoreElements()){
  ……
  frequentRenterPoints += getFrequentRenterPoints(each);
  ……
 }
 ……
}

/**
* @param each
* @return
*/
private int getFrequentRenterPoints(Rental each) {
 if((each.getMovie().getPriceCode())==Movie.NEW_RELEASE && each.getDaysRented()>1)
  return 2;
 else
  return 1;
}


  2、 把getFrequentRenterPoints()移動(dòng)到Rental類(lèi)中。

  3、 對getFrequentRenterPoints()"更改方法特征符"為public。

  4、 對Customer的函數getFrequentRenterPoints()執行內聯(lián)操作,重構目標完成。

  五、重構第四步:去除臨時(shí)變量(totalAmount和frequentRenterPoints)

  目的:去除臨時(shí)變量(totalAmount和frequentRenterPoints)

  方法:

  1、 分析totalAmount和frequentRenterPoints的定義和引用結構如下:

// 聲明和定義
double totalAmount = 0;
int frequentRenterPoints = 0;
……
// 在循環(huán)中修改
while(rentals.hasMoreElements()){
 ……
 frequentRenterPoints += each.getFrequentRenterPoints();
 ……
 totalAmount += each.getCharge();
 ……
}
……
// 在循環(huán)外使用
result += "Amount owed is " + String.valueOf(totalAmount) + "\n";
result += "You earned " + String.valueOf(frequentRenterPoints) + " frequent renter points";
……


  上述兩個(gè)變量在循環(huán)體外面定義和使用,在循環(huán)中被修改,運用Replace Temp with Query方法去除這兩個(gè)臨時(shí)變量是一項稍微復雜的重構。很遺憾,eclipse目前不支持這樣的重構。

  2、手工修改代碼。

  六、重構第五步:運用多態(tài)取代與價(jià)格相關(guān)的條件邏輯

  目的:

  1、 把Rental類(lèi)中的函數getCharge()移動(dòng)到Movie類(lèi)中。

  2、 把Rental類(lèi)中的函數getFrequentRenterPoints()移動(dòng)到Movie類(lèi)中。

  重構方法:

  Move Method
  Inline Method

  方法:

  1、 選中Rental類(lèi)中的函數getCharge(),右鍵菜單選中"重構/移動(dòng)",eclipse提示找不到接收者,不能移動(dòng)。原因在于這行語(yǔ)句:

switch(getMovie().getPriceCode()){//取得影片出租價(jià)格

  選中g(shù)etMovie(),右鍵菜單選中"重構/內聯(lián)",確定后代碼成為:

switch(_movie.getPriceCode()){ //取得影片出租價(jià)格

  選中g(shù)etCharge(),執行"重構/移動(dòng)"后,函數被移動(dòng)到Movie類(lèi)中。然而這只是部分達成了重構目的,我們發(fā)現,移動(dòng)后的代碼把Rental作為參數傳給了getCharge(),手工修改一下,代碼變成:

class Movie ……
/**
* @param this
* @return
*/
public double getCharge(int _daysRented) {
 double result = 0;
 switch(getPriceCode()){ //取得影片出租價(jià)格
  case Movie.REGULAR: // 普通片
   result += 2;
   if(_daysRented>2)
    result += (_daysRented-2)*1.5;
   break;

  case Movie.NEW_RELEASE: // 新片
   result += _daysRented*3;
   break;

  case Movie.CHILDRENS: // 兒童片
   result += 1.5;
   if(_daysRented>3)
    result += (_daysRented-3)*1.5;
   break;
 }
 return result;
}

class Rental……
/**
* @param this
* @return
*/
public double getCharge() {
 return _movie.getCharge(_daysRented);
}

  2、用同樣的步驟處理getFrequentRenterPoints(),重構后的代碼:

class Movie ……
/**
* @param frequentRenterPoints
* @param this
* @return
*/
public int getFrequentRenterPoints(int daysRented) {
 if((getPriceCode())==Movie.NEW_RELEASE && daysRented>1)
  return 2;
 else
  return 1;
}
class Rental……
/**
* @param frequentRenterPoints
* @param this
* @return
*/
public int getFrequentRenterPoints(int daysRented) {
 if((getPriceCode())==Movie.NEW_RELEASE && daysRented>1)
  return 2;
 else
  return 1;
}

  七、重構第六步:終于……我們來(lái)到繼承

  目的:對switch語(yǔ)句引入state模式。

  方法:

  很遺憾,不得不在這里提前結束eclipse的自動(dòng)重構之旅。Eclipse幾乎不能做結構上的重構。也許Martin Fowler在書(shū)中呼喚的自動(dòng)重構工具止于"工具輔助下的重構工作"這一理念。藝術(shù)是人類(lèi)的專(zhuān)利,編程藝術(shù)的夢(mèng)想將持續下去。

  感興趣的讀者可以查看手工重構的最后一步代碼。將重構進(jìn)行到底!

  附錄:eclipse支持的重構方法(摘自eclipse中文幫助)

名稱(chēng)功能
撤銷(xiāo)執行上一次重構的"撤銷(xiāo)"。只要除了重構之外尚未執行任何其它源更改,重構撤銷(xiāo)緩沖區就有效。
重做執行上一次撤銷(xiāo)重構的"重做"。只要除了重構之外尚未執行任何其它源更改,重構撤銷(xiāo)/重做緩沖區就有效。
重命名 啟動(dòng)"重命名"重構對話(huà)框:重命名所選擇的元素,并更正對元素的所有引用(如果啟用了的話(huà))(還在其它文件中)??捎糜冢悍椒?、字段、局部變量、方法參數、類(lèi)型、編譯單元、包、源文件夾和項目,以及解析為這些元素類(lèi)型中的其中一種的文本選擇部分。
移動(dòng) 啟動(dòng)"移動(dòng)"重構對話(huà)框:移動(dòng)所選擇的元素,并更正對元素的所有引用(如果啟用了的話(huà))(還在其它文件中)。適用于:一個(gè)實(shí)例方法(可以將它移至某個(gè)組件)、一個(gè)或多個(gè)靜態(tài)方法、靜態(tài)字段、類(lèi)型、編譯單元、包、源文件夾和項目,以及解析為這些元素類(lèi)型中的其中一種的文本選擇部分。
更改方法特征符啟動(dòng)"更改方法特征符"重構對話(huà)框。更改參數名稱(chēng)、參數類(lèi)型和參數順序,并更新對相應方法的所有引用。此外,可以除去或添加參數,并且可以更改方法返回類(lèi)型和它的可視性??梢詫⒋酥貥嫅糜诜椒ɑ蚪馕鰹榉椒ǖ奈谋具x擇。
將匿名類(lèi)轉換為嵌套類(lèi)啟動(dòng)"將匿名類(lèi)轉換為嵌套類(lèi)"重構對話(huà)框。幫助您將匿名內部類(lèi)轉換為成員類(lèi)??梢詫⒋酥貥嫅糜谀涿麅炔款?lèi)。
將嵌套類(lèi)型轉換成頂層啟動(dòng)"將嵌套類(lèi)型轉換為頂層類(lèi)型"重構對話(huà)框。為所選成員類(lèi)型創(chuàng )建新的 Java 編譯單元,并根據需要更新所有引用。對于非靜態(tài)成員類(lèi)型,將添加字段以允許訪(fǎng)問(wèn)先前的外圍實(shí)例??梢詫⒋酥貥嫅糜诔蓡T類(lèi)型或解析為成員類(lèi)型的文本。
下推啟動(dòng)"下推"重構對話(huà)框。將一組方法和字段從一個(gè)類(lèi)移至它的子類(lèi)??梢詫⒋酥貥嫅糜谠谕粋€(gè)類(lèi)型中聲明的一個(gè)或多個(gè)方法和字段或者字段或方法內的文本選擇。
上拉啟動(dòng)"上拉"重構型中聲明的一個(gè)或多個(gè)方法、字段和成員類(lèi)型,也可以應用于字段、方法或成員類(lèi)型內的文本選擇。向導。將字段或方法移至其聲明類(lèi)的超類(lèi)或者(對于方法)將方法聲明為超類(lèi)中的抽象類(lèi)??梢詫⒋酥貥嫅糜谠谕粋€(gè)類(lèi)
抽取接口啟動(dòng)"抽取接口"重構對話(huà)框。使用一組方法創(chuàng )建新接口并使選擇的類(lèi)實(shí)現該接口,并盡可能地將對該類(lèi)的引用更改為對新接口的引用(可選)??梢詫⒋酥貥嫅糜陬?lèi)型。
盡可能使用超類(lèi)型啟動(dòng)"盡可能使用超類(lèi)型"對話(huà)框。將某個(gè)類(lèi)型的出現替換為它的其中一個(gè)超類(lèi)型,在執行此替換之前,需要標識所有有可能進(jìn)行此替換的位置。此重構可用于類(lèi)型。
內聯(lián)啟動(dòng)"內聯(lián)"重構對話(huà)框。內聯(lián)局部變量、方法或常量。此重構可用于方法、靜態(tài)終態(tài)字段和解析為方法、靜態(tài)終態(tài)字段或局部變量的文本選擇。
抽取方法啟動(dòng)"抽取方法"重構對話(huà)框。創(chuàng )建一個(gè)包含當前所選擇的語(yǔ)句或表達式的新方法,并將選擇替換為對新方法的引用??梢允褂镁庉嫴藛沃械臄U大選擇至以獲取有效的選擇范圍。此功能對于清理冗長(cháng)、雜亂或過(guò)于復雜的方法是很有用的。
抽取局部變量啟動(dòng)"抽取變量"重構對話(huà)框。創(chuàng )建為當前所選擇的表達式指定的新變量,并將選擇替換為對新變量的引用。此重構可用于解析為局部變量的文本選擇??梢允褂镁庉嫴藛沃械臄U大選擇至以獲取有效的選擇范圍。
抽取常量啟動(dòng)"抽取常量"重構對話(huà)框。從所選表達式創(chuàng )建靜態(tài)終態(tài)字段并替換字段引用,并且可以選擇重寫(xiě)同一表達式的其它出現位置。此重構可用于靜態(tài)終態(tài)字段和解析為靜態(tài)終態(tài)字段的文本選擇。
將局部變量轉換為字段啟動(dòng)"將局部變量轉換為字段"重構對話(huà)框。將局部變量轉換為字段。如果該變量是在創(chuàng )建時(shí)初始化的,則此操作將把初始化移至新字段的聲明或類(lèi)的構造函數。此重構可用于解析為局部變量的文本選擇。
封裝字段啟動(dòng)"自封裝字段"重構對話(huà)框。將對字段的所有引用替換為 getting 和 setting 方法。它適用于所選擇的字段或解析為字段的文本選擇。

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