Eclipse中自動重構實現探索

2024-09-05 00:21:34

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供稿：網友

　　本文用eclipse的自動重構功能對一個程序實例進行重構，目的是探索Eclipse自動重構可以在多大程度上輔助重構這個過程。程序實例使用《Refactoring：Improving the Design of Existing Code》一書中的例子。

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

　　重構的過程是一個不斷嘗試和探索的過程。Eclipse的重構支持撤銷和重做，并且能夠預覽重構結果，這些是很實用的功能。

　　Eclipse的重命名、抽取方法、移動、內聯功能、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》一書第一章的例子。重構前的代碼及每一步重構后的代碼見附件。讀者最好配合《Refactoring：Improving the Design of Existing Code》一書閱讀本文。

　　Eclipse使用如下版本：

Eclipse中自動重構實現探索

　　同時安裝了中文語言包。

　　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"，出現參數對話框。Eclipse自動分析代碼塊中的局部變量，找到了兩個局部變量：each和thisAmount。其中，each只是在代碼塊中被讀取，但thisAmount會在代碼塊中被修改。按照重構Extract Method總結出來的規則，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，直接把這兩個變量當作抽取新方法的參數，如圖。

Eclipse中自動重構實現探索

　　我們的目的是把在抽取函數中不會被修改的each作為參數；會被修改的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這次變得聰明點了，如圖。

Eclipse中自動重構實現探索

　　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。

Eclipse中自動重構實現探索

　　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() + " ";

　　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 += " " + each.getMovie().getTitle() + " " +String.valueOf(thisAmount) + " ";
　　　totalAmount += thisAmount;
　　}

　　result += "Amount owed is " + String.valueOf(totalAmount) + " ";
　　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"，在對話框中輸入新的名稱：aRental，選擇確定，amountFor()中所有each的引用全部被替換成新的名稱。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;
　　}

　　三、重構第二步：搬移"金額計算"代碼

　　目的：

　　1、將函數amountFor()轉移到Rental類中，并更名為getCharge()。

　　2、更新并替換所有對amountFor()的引用。

　　重構方法：

　　Move Method
　　Change Method signatrue
　　Inline Method
　　Inline Temp

　　方法：

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

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　　同時eclipse自動在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();
　　}

　　這行代碼會產生編譯錯誤，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getCharge()方法，在右鍵菜單中選擇"重構/更改方法特征符"，彈出參數選擇對話框，把訪問修飾符從private改成public。Eclipse的編譯錯誤提示自動消失。

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

Eclipse中自動重構實現探索

　　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、除去臨時變量thisAmount。

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

Eclipse中自動重構實現探索

　　statement()代碼：

　　public String statement() {
　　double totalAmount = 0; // 總消費金額
　　int frequentRenterPoints = 0; // 常客積點
　　Enumeration rentals = _rentals.elements();
　　String result = "Rental Record for " + getName() + " ";

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

　　// add frequent renter points(累加常客積點)
　　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 += " " + each.getMovie().getTitle() + " " +
　　String.valueOf(each.getCharge()) + " ";
　　totalAmount += each.getCharge();
　　}

　　// add footer lines（結尾打印）
　　result += "Amount owed is " + String.valueOf(totalAmount) + " ";
　　result += "You earned " + String.valueOf(frequentRenterPoints) + " frequent renter points";

　　return result;
　　}
　　
　　四、重構第三步：提煉"常客積點計算"代碼

　　目的：提取"常客積點計算"代碼并放在Rental類中，"常客積點計算"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（）移動到Rental類中。

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

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

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

　　目的：去除臨時變量（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;
　　……
　　// 在循環中修改
　　while(rentals.hasMoreElements()){
　　……
　　frequentRenterPoints += each.getFrequentRenterPoints();
　　……
　　totalAmount += each.getCharge();
　　……
　　}
　　……
　　// 在循環外使用
　　result += "Amount owed is " + String.valueOf(totalAmount) + " ";
　　result += "You earned " + String.valueOf(frequentRenterPoints) + " frequent renter points";
　　……

　　上述兩個變量在循環體外面定義和使用，在循環中被修改，運用Replace Temp with Query方法去除這兩個臨時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：運用多態取代與價格相關的條件邏輯

　　目的：

　　1、把Rental類中的函數getCharge()移動到Movie類中。

　　2、把Rental類中的函數getFrequentRenterPoints()移動到Movie類中。

　　重構方法：

　　Move Method
　　Inline Method

　　方法：

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

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

　　選中getMovie()，右鍵菜單選中"重構/內聯"，確定后代碼成為：

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

　　選中getCharge()，執行"重構/移動"后，函數被移動到Movie類中。然而這只是部分達成了重構目的，我們發現，移動后的代碼把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……我們來到繼承

　　目的：對switch語句引入state模式。

　　方法：

　　很遺憾，不得不在這里提前結束eclipse的自動重構之旅。Eclipse幾乎不能做結構上的重構。也許Martin Fowler在書中呼喚的自動重構工具止于"工具輔助下的重構工作"這一理念。藝術是人類的專利，編程藝術的夢想將持續下去。

　　感興趣的讀者可以查看手工重構的最后一步代碼。將重構進行到底！

　　附錄：eclipse支持的重構方法（摘自eclipse中文幫助）

　　名稱功能
　　撤銷執行上一次重構的"撤銷"。只要除了重構之外尚未執行任何其它源更改，重構撤銷緩沖區就有效。
　　重做執行上一次撤銷重構的"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／重做緩沖區就有效。
　　重命名啟動"重命名"重構對話框：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）（還在其它文件中）。可用于：方法、字段、局部變量、方法參數、類型、編譯單元、包、源文件夾和項目，以及解析為這些元素類型中的其中一種的文本選擇部分。
　　移動啟動"移動"重構對話框：移動所選擇的元素，并更正對元素的所有引用（如果啟用了的話）（還在其它文件中）。適用于：一個實例方法（可以將它移至某個組件）、一個或多個靜態方法、靜態字段、類型、編譯單元、包、源文件夾和項目，以及解析為這些元素類型中的其中一種的文本選擇部分。
　　更改方法特征符啟動"更改方法特征符"重構對話框。更改參數名稱、參數類型和參數順序，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型和它的可視性。可以將此重構應用于方法或解析為方法的文本選擇。
　　將匿名類轉換為嵌套類啟動"將匿名類轉換為嵌套類"重構對話框。幫助您將匿名內部類轉換為成員類。可以將此重構應用于匿名內部類。
　　將嵌套類型轉換成頂層啟動"將嵌套類型轉換為頂層類型"重構對話框。為所選成員類型創建新的 Java 編譯單元，并根據需要更新所有引用。對于非靜態成員類型，將添加字段以允許訪問先前的外圍實例。可以將此重構應用于成員類型或解析為成員類型的文本。
　　下推啟動"下推"重構對話框。將一組方法和字段從一個類移至它的子類。可以將此重構應用于在同一個類型中聲明的一個或多個方法和字段或者字段或方法內的文本選擇。
　　上拉啟動"上拉"重構型中聲明的一個或多個方法、字段和成員類型，也可以應用于字段、方法或成員類型內的文本選擇。向導。將字段或方法移至其聲明類的超類或者（對于方法）將方法聲明為超類中的抽象類。可以將此重構應用于在同一個類
　　抽取接口啟動"抽取接口"重構對話框。使用一組方法創建新接口并使選擇的類實現該接口，并盡可能地將對該類的引用更改為對新接口的引用（可選）。可以將此重構應用于類型。
　　盡可能使用超類型啟動"盡可能使用超類型"對話框。將某個類型的出現替換為它的其中一個超類型，在執行此替換之前，需要標識所有有可能進行此替換的位置。此重構可用于類型。
　　內聯啟動"內聯"重構對話框。內聯局部變量、方法或常量。此重構可用于方法、靜態終態字段和解析為方法、靜態終態字段或局部變量的文本選擇。
　　抽取方法啟動"抽取方法"重構對話框。創建一個包含當前所選擇的語句或表達式的新方法，并將選擇替換為對新方法的引用。可以使用編輯菜單中的擴大選擇至以獲取有效的選擇范圍。此功能對于清理冗長、雜亂或過于復雜的方法是很有用的。
　　抽取局部變量啟動"抽取變量"重構對話框。創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。可以使用編輯菜單中的擴大選擇至以獲取有效的選擇范圍。
　　抽取常量啟動"抽取常量"重構對話框。從所選表達式創建靜態終態字段并替換字段引用，并且可以選擇重寫同一表達式的其它出現位置。此重構可用于靜態終態字段和解析為靜態終態字段的文本選擇。
　　將局部變量轉換為字段啟動"將局部變量轉換為字段"重構對話框。將局部變量轉換為字段。如果該變量是在創建時初始化的，則此操作將把初始化移至新字段的聲明或類的構造函數。此重構可用于解析為局部變量的文本選擇。
　　封裝字段啟動"自封裝字段"重構對話框。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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