Eclipse中自动重构实现探索

2020-07-27 21:45:13

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供稿：网友

　　本文用eclipse的自动重构功能对一个程序实例进行重构，目的是探索Eclipse自动重构可以在多大程度上辅助重构这个过程。程序实例使用《Refactoring：Improving the Design of Existing Code》一书中的例子。

　　Eclipse的自动重构功能能够很好地支持各种程序元素的重命名，并自动更新相关的引用。Eclipse能够支持方法、字段在类之间移动，并自动更新引用。Eclipse较好地支持内联字段、函数的更新替换。Eclipse较好地支持抽取方法、变量等程序元素。

　　重构的过程是一个不断尝试和探索的过程。Eclipse的重构支持撤销和重做，并且能够预览重构结果，这些是很实用的功能。

　　Eclipse的重命名、抽取方法、移动、内联功能、更改方法特征符等代码结构级别的重构方法，是比较成熟同时也值得使用的功能。至于设计结构上的重构，eclipse还不能很好地支持。但是作者相信，自动重构的理念应该是"工具辅助下的重构工作"，人仍然承担大部分重构工作。

　　一、预备工作

　　本文使用《Refactoring：Improving the Design of Existing Code》一书第一章的例子。重构前的代码及每一步重构后的代码见附件。读者最好配合《Refactoring：Improving the Design of Existing Code》一书阅读本文。

　　Eclipse使用如下版本：

　　同时安装了中文语言包。

　　二、重构第一步：分解并重组statement()

　　目的：

　　1、把statement()函数中的swich语句提炼到独立的函数amountFor()中。

　　2、修改amountFor()参数命名

　　重构方法：

　　Extract Method
　　Rename Method

　　方法：

　　1、选中swich语句的代码块，在右键菜单中选择"重构/抽取方法"，出现参数对话框。Eclipse自动分析代码块中的局部变量，找到了两个局部变量：each和thisAmount。其中，each只是在代码块中被读取，但thisAmount会在代码块中被修改。按照重构Extract Method总结出来的规则，应该把each当作抽取函数的参数、thisAmount当作抽取函数的返回值。然而Eclipse并不做区分，直接把这两个变量当作抽取新方法的参数，如图。

　　我们的目的是把在抽取函数中不会被修改的each作为参数；会被修改的thisAmount作为返回值。解决的办法是，把 double thisAmount = 0; 这行代码移到switch语句的上面，变成这样：

　　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;
　　}

　　选中这段代码，在右键菜单中选择"重构/抽取方法"，eclipse这次变得聪明点了，如图。

　　选择"预览"按钮预先查看重构后的结果，符合我们最初的目的。

　　选择"确定"按钮，重构后的代码片断如下：

　　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、选中amountFor()的参数each，在右键菜单中选择"重构/重命名"，在对话框中输入新的名称：aRental，选择确定，amountFor()中所有each的引用全部被替换成新的名称。用同样的办法修改amountFor()中的局部变量thisAmount为result。重构后的amountFor()代码如下：

　　/**
　　* @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、重构第二步：搬移"金额计算"代码

　　目的：

　　1、将函数amountFor()转移到Rental类中，并更名为getCharge()。

　　2、更新并替换所有对amountFor()的引用。

　　重构方法：

　　Move Method
　　Change Method signatrue
　　Inline Method
　　Inline Temp

　　方法：

　　1、选中函数amountFor()的定义，在右键菜单中选择"重构/移动"，显示参数设置对话框。把新方法名改成getCharge。按下"确定"按钮，Customer Class中的amountFor()函数被移动到Rental Class中，并更名为：getCharge()。

　　同时eclipse自动在Customer的amountFor()函数中添加一行对新函数的"委托"代码：

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

　　这行代码会产生编译错误，原因是amountFor()的private型被传递到了新的方法中：

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

　　2、继续重构！选中getCharge()方法，在右键菜单中选择"重构/更改方法特征符"，弹出参数选择对话框，把访问修饰符从private改成public。Eclipse的编译错误提示自动消失。

　　3、回到Customer类，把所有对amountFor()引用的地方替换成直接对getCharge()的引用。选中Customer类的函数amountFor(Rental aRental)，在右键菜单中选择"重构/内联"，出现参数选择对话框。

　　选择"确认"按钮，引用amountFor()的地方被替换成对getCharge()的引用。

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

　　4、除去临时变量thisAmount。

　　选中变量thisAmount，在右键菜单中选择"重构/内联"，重构预览窗口如下，可见达到了重构的目的。按下"确认"按钮重构代码。

　　statement()代码：

　　public String statement() {
　　double totalAmount = 0; // 总消费金额
　　int frequentRenterPoints = 0; // 常客积点
　　Enumeration rentals = _rentals.elements();
　　String result = "Rental Record for " + getName() + " ";

　　while(rentals.hasMoreElements()){
　　Rental each = (Rental)rentals.nextElement(); //取得一笔租借记录

　　// add frequent renter points(累加常客积点)
　　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(显示此笔租借数据)
　　result += " " + each.getMovie().getTitle() + " " +
　　String.valueOf(each.getCharge()) + " ";
　　totalAmount += each.getCharge();
　　}

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

　　return result;
　　}
　　
　　四、重构第三步：提炼"常客积点计算"代码

　　目的：提取"常客积点计算"代码并放在Rental类中，"常客积点计算"代码如下。

　　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 ++;
　　……
　　}

　　重构后的代码如下：

　　frequentRenterPoints += each.getFrequentRenterPoints();

　　重构方法：

　　Extract Method
　　Move Method
　　Change Method signatrue
　　Inline Method

　　方法：

　　1、首先，抽取代码到独立的函数中。

　　用"抽取方法"重构代码，函数名：getFrequentRenterPoints。很遗憾，eclipse的不能生成诸如：frequentRenterPoints += getFrequentRenterPoints(Rental aRental); 的代码。原因是执行自增操作的局部变量frequentRenterPoints要出现在等式右边，因此抽取函数getFrequentRenterPoints()一定要把frequentRenterPoints作为参数。手工修改函数和对函数的引用，重构后的代码如下：

　　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（）移动到Rental类中。

　　3、对getFrequentRenterPoints（）"更改方法特征符"为public。

　　4、对Customer的函数getFrequentRenterPoints()执行内联操作，重构目标完成。

　　五、重构第四步：去除临时变量（totalAmount和frequentRenterPoints）

　　目的：去除临时变量（totalAmount和frequentRenterPoints）

　　方法：

　　1、分析totalAmount和frequentRenterPoints的定义和引用结构如下：

　　// 声明和定义
　　double totalAmount = 0;
　　int frequentRenterPoints = 0;
　　……
　　// 在循环中修改
　　while(rentals.hasMoreElements()){
　　……
　　frequentRenterPoints += each.getFrequentRenterPoints();
　　……
　　totalAmount += each.getCharge();
　　……
　　}
　　……
　　// 在循环外使用
　　result += "Amount owed is " + String.valueOf(totalAmount) + " ";
　　result += "You earned " + String.valueOf(frequentRenterPoints) + " frequent renter points";
　　……

　　上述两个变量在循环体外面定义和使用，在循环中被修改，运用Replace Temp with Query方法去除这两个临时变量是一项稍微复杂的重构。很遗憾，eclipse目前不支持这样的重构。

　　2、手工修改代码。

　　六、重构第五步：运用多态取代与价格相关的条件逻辑

　　目的：

　　1、把Rental类中的函数getCharge()移动到Movie类中。

　　2、把Rental类中的函数getFrequentRenterPoints()移动到Movie类中。

　　重构方法：

　　Move Method
　　Inline Method

　　方法：

　　1、选中Rental类中的函数getCharge()，右键菜单选中"重构/移动"，eclipse提示找不到接收者，不能移动。原因在于这行语句：

　　switch(getMovie().getPriceCode()){//取得影片出租价格

　　选中getMovie()，右键菜单选中"重构/内联"，确定后代码成为：

　　switch(_movie.getPriceCode()){ //取得影片出租价格

　　选中getCharge()，执行"重构/移动"后，函数被移动到Movie类中。然而这只是部分达成了重构目的，我们发现，移动后的代码把Rental作为参数传给了getCharge()，手工修改一下，代码变成：

　　class Movie ……
　　/**
　　* @param this
　　* @return
　　*/
　　public double getCharge(int _daysRented) {
　　double result = 0;
　　switch(getPriceCode()){ //取得影片出租价格
　　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: // 儿童片
　　　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、用同样的步骤处理getFrequentRenterPoints()，重构后的代码：

　　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、重构第六步：终于……我们来到继承

　　目的：对switch语句引入state模式。

　　方法：

　　很遗憾，不得不在这里提前结束eclipse的自动重构之旅。Eclipse几乎不能做结构上的重构。也许Martin Fowler在书中呼唤的自动重构工具止于"工具辅助下的重构工作"这一理念。艺术是人类的专利，编程艺术的梦想将持续下去。

　　感兴趣的读者可以查看手工重构的最后一步代码。将重构进行到底！

　　附录：eclipse支持的重构方法（摘自eclipse中文帮助）

　　名称功能
　　撤销执行上一次重构的"撤销"。只要除了重构之外尚未执行任何其它源更改，重构撤销缓冲区就有效。
　　重做执行上一次撤销重构的"重做"。只要除了重构之外尚未执行任何其它源更改，重构撤销／重做缓冲区就有效。
　　重命名启动"重命名"重构对话框：重命名所选择的元素，并更正对元素的所有引用（如果启用了的话）（还在其它文件中）。可用于：方法、字段、局部变量、方法参数、类型、编译单元、包、源文件夹和项目，以及解析为这些元素类型中的其中一种的文本选择部分。
　　移动启动"移动"重构对话框：移动所选择的元素，并更正对元素的所有引用（如果启用了的话）（还在其它文件中）。适用于：一个实例方法（可以将它移至某个组件）、一个或多个静态方法、静态字段、类型、编译单元、包、源文件夹和项目，以及解析为这些元素类型中的其中一种的文本选择部分。
　　更改方法特征符启动"更改方法特征符"重构对话框。更改参数名称、参数类型和参数顺序，并更新对相应方法的所有引用。此外，可以除去或添加参数，并且可以更改方法返回类型和它的可视性。可以将此重构应用于方法或解析为方法的文本选择。
　　将匿名类转换为嵌套类启动"将匿名类转换为嵌套类"重构对话框。帮助您将匿名内部类转换为成员类。可以将此重构应用于匿名内部类。
　　将嵌套类型转换成顶层启动"将嵌套类型转换为顶层类型"重构对话框。为所选成员类型创建新的 Java 编译单元，并根据需要更新所有引用。对于非静态成员类型，将添加字段以允许访问先前的外围实例。可以将此重构应用于成员类型或解析为成员类型的文本。
　　下推启动"下推"重构对话框。将一组方法和字段从一个类移至它的子类。可以将此重构应用于在同一个类型中声明的一个或多个方法和字段或者字段或方法内的文本选择。
　　上拉启动"上拉"重构型中声明的一个或多个方法、字段和成员类型，也可以应用于字段、方法或成员类型内的文本选择。向导。将字段或方法移至其声明类的超类或者（对于方法）将方法声明为超类中的抽象类。可以将此重构应用于在同一个类
　　抽取接口启动"抽取接口"重构对话框。使用一组方法创建新接口并使选择的类实现该接口，并尽可能地将对该类的引用更改为对新接口的引用（可选）。可以将此重构应用于类型。
　　尽可能使用超类型启动"尽可能使用超类型"对话框。将某个类型的出现替换为它的其中一个超类型，在执行此替换之前，需要标识所有有可能进行此替换的位置。此重构可用于类型。
　　内联启动"内联"重构对话框。内联局部变量、方法或常量。此重构可用于方法、静态终态字段和解析为方法、静态终态字段或局部变量的文本选择。
　　抽取方法启动"抽取方法"重构对话框。创建一个包含当前所选择的语句或表达式的新方法，并将选择替换为对新方法的引用。可以使用编辑菜单中的扩大选择至以获取有效的选择范围。此功能对于清理冗长、杂乱或过于复杂的方法是很有用的。
　　抽取局部变量启动"抽取变量"重构对话框。创建为当前所选择的表达式指定的新变量，并将选择替换为对新变量的引用。此重构可用于解析为局部变量的文本选择。可以使用编辑菜单中的扩大选择至以获取有效的选择范围。
　　抽取常量启动"抽取常量"重构对话框。从所选表达式创建静态终态字段并替换字段引用，并且可以选择重写同一表达式的其它出现位置。此重构可用于静态终态字段和解析为静态终态字段的文本选择。
　　将局部变量转换为字段启动"将局部变量转换为字段"重构对话框。将局部变量转换为字段。如果该变量是在创建时初始化的，则此操作将把初始化移至新字段的声明或类的构造函数。此重构可用于解析为局部变量的文本选择。
　　封装字段启动"自封装字段"重构对话框。将对字段的所有引用替换为 getting 和 setting 方法。它适用于所选择的字段或解析为字段的文本选择。

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