• в объекте Account хранится баланс.
Теперь самое интересное. У клиента есть несколько счетов, и он хочет узнать общий баланс по всем этим счетам. Первая мысль, которая приходит в голову: создать новый класс OverallAccount, который суммирует балансы для некоторого набора объектов Account. Дублирование! Дублирование!
А что, если классы Account и Transaction будут поддерживать один и тот же интерфейс? Давайте назовем его Holding (сбережения), потому что сейчас мне не удается придумать что-либо лучшее:
Holding
interface Holding
Money balance();
Чтобы реализовать метод balance() в классе Transaction, достаточно вернуть хранящееся в этом классе значение:
Transaction
Money balance() {
return value;
}
Теперь в классе Account можно хранить не транзации, а объекты Holding:
Account
Holding holdings[];
Money balance() {
Money sum = Money.zero();
for (int i = 0; i < holdings.length; i++)
sum = sum.plus(holdings[i].balance());
return sum;
}
Проблема, связанная с созданием класса OverallAccount, испарилась в воздухе. Объект OverallAccount – это просто еще один объект Account, в котором хранятся не транзакции, а другие объекты Account.
Теперь о противоречивости. В приведенном примере хорошо чувствуется запах шаблона «Компоновщик» (Composite). В реальном мире транзакция не может содержать в себе баланс. В данном случае программист идет на уловку, которая совершенно не логична с точки зрения всего остального мира. Вместе с тем преимущества подобного дизайна неоспоримы, и ради этих преимуществ можно пожертвовать некоторым концептуальным несоответствием. Если присмотреться, подобные несоответствия встречаются нам на каждом шагу: папки (Folders), в которых содержатся другие папки (Folders), наборы тестов (TestSuites), в которых содержатся другие наборы тестов (TestSuites), рисунки (Drawings), в которых содержатся другие рисунки (Drawings). Любая из этих метафор недостаточно хорошо соответствует взаимосвязи между вещами в реальном мире, однако все они существенно упрощают код.
Я вынужден был длительное время экспериментировать с шаблоном «Компоновщик» (Composite), прежде чем научился понимать, когда его следует использовать, а когда – нет. Наверное, вы уже поняли, что я не могу предоставить вам однозначных рекомендаций относительно решения проблемы, в каких ситуациях коллекция объектов является просто коллекцией объектов, а в каких это – объект-компоновщик. Хорошая новость состоит в том, что, когда вы достаточно хорошо освоите рефакторинг, вы наверняка сможете обнаружить возникновение дублирования, воспользоваться шаблоном «Компоновщик» (Composite) и обнаружить, что код существенно упростился.
Как можно сформировать результат операции, если она распределена между несколькими объектами? Используйте параметр, в котором будут накапливаться результаты операции.
Простым примером является интерфейс java.io.Externalizable. Метод writeExternal этого интерфейса осуществляет запись объекта и всех объектов, на которые ссылается данный объект. Чтобы обеспечить общую запись, все записываемые объекты должны взаимодействовать друг с другом, поэтому методу передается параметр – объект класса ObjectOutput, – в котором осуществляется накопление:
java.io.Externalizable
public interface Externalizable extends java.io.Serializable {
void writeExternal(ObjectOutput out) throws IOException;
}
Добавление параметра-накопителя зачастую является последствием использования шаблона «Компоновщик» (Composite). В начале разработки JUnit не было необходимости накапливать результаты выполнения нескольких тестов в объекте TestResult до тех пор, пока в инфраструктуру не была добавлена возможность создания и запуска нескольких тестов.
Необходимость использования параметра-накопителя возникает в ситуации, когда возрастает сложность объекта, получаемого в результате комплексной операции. Например, представьте, что нам необходимо реализовать вывод объекта Expression на экран в виде строки символов. Если обычная, не структурированная строка – это все, что нам нужно, значит, конкатенации будет вполне достаточно:
testSumPrinting() {
Sum sum = new Sum(Money.dollar(5), Money.franc(7));
assertEquals("5 USD + 7 CHF", sum.toString());
}
String toString() {
return augend + " + " + addend;
}
Однако если мы хотим отобразить объект Expression в виде древовидной структуры, код может выглядеть следующим образом:
testSumPrinting() {
Sum sum = new Sum(Money.dollar(5), Money.franc(7));
assertEquals("+\n\t5 USD\n\t7 CHF", sum.toString());
}
В этом случае придется воспользоваться параметром-накопителем:
String toString() {
IndentingStream writer = new IndentingStream();
toString(writer);
return writer.contents();
}
void toString(IndentingWriter writer) {
writer.println("+");
writer.indent();
augend.toString(writer);
writer.println();
addend.toString(writer);
writer.exdent();
}
Как можно реализовать глобальную переменную в языке, в котором не поддерживаются глобальные переменные? Не следует этим заниматься. Ваша программа скажет вам большое спасибо, если вместо этого вы еще раз хорошенько обдумаете дизайн и откажетесь от мысли использовать глобальные переменные.
31. Рефакторинг
Рассматриваемые здесь шаблоны помогут изменить дизайн системы маленькими шажками.
В рамках TDD рефакторинг[27] используется интересным образом. Обычно рефакторинг не может изменить семантику программы ни при каких условиях. В рамках TDD условия семантики формулируются при помощи тестов, которые уже выполняются успешно. Таким образом, в рамках TDD мы можем, например, заменить константы переменными и с чистой совестью назвать эту процедуру рефакторингом, потому что набор успешных тестов при этом не изменился. Однако набор успешных тестов может состоять всего из одного теста. Возможно, семантика программы должна описываться большим количеством тестов. Возможно также, что некоторые из этих потенциальных тестов в результате выполнения рефакторинга перестали бы срабатывать, если бы они существовали. Однако их нет, поэтому мы о них не беспокоимся.
Отсюда следует, что на программиста, работающего в стиле TDD, возлагается важная обязанность: он должен иметь достаточное количество тестов, описывающих семантику программы. Достаточное настолько, насколько он может судить на момент завершения работы над кодом. Необходимо понимать, что рефакторинг выполняется не с учетом всех существующих тестов, а с учетом всех возможных тестов. Фраза: «Я знаю, что там была проблема, но все тесты выполнились успешно, поэтому я посчитал код завершенным и интегрировал его в систему», – не может считаться оправданием. Пишите больше тестов.
Как можно унифицировать два схожих фрагмента кода? Постепенно делайте их все более похожими друг на друга. Унифицируйте их только в случае, если они абсолютно идентичны.
Подчас рефакторинг – это весьма нервная работа. Простые изменения в коде очевидны. Если я извлекаю метод и делаю это механически корректно, вероятность того, что поведение системы изменится, чрезвычайно мала. Однако некоторые из изменений заставляют внимательно анализировать последовательность выполнения операций и порядок модификации данных. Построив длинную цепочку умозаключений, вы приходите к выводу, что запланированное вами изменение кода, скорее всего, не приведет к изменению поведения системы. Однако любой подобный рефакторинг уменьшает количество волос на вашей голове.
Сложные изменения – это именно то, чего мы пытаемся избежать, когда придерживаемся стратегии маленьких шажков и конкретной обратной связи. Полностью избежать сложных изменений невозможно, однако можно уменьшить их влияние на остальной код.
Подобные изменения возникают на разных уровнях:
• Два цикла выглядят похоже. Если вы сделаете их идентичными, вы сможете объединить их в единый цикл.
• Две ветви условного оператора выглядят похоже. Сделав их идентичными, вы сможете избавиться от условного оператора.
• Два метода выглядят похоже. Сделав их идентичными, вы сможете избавиться от одного из них.
• Два класса выглядят похоже. Сделав их идентичными, вы сможете избавиться от одного из них.
Иногда задачу согласования различий удобнее решать в обратном порядке. Иными словами, вы представляете себе самый тривиальный последний этап этой процедуры, а затем двигаетесь в обратном направлении. Например, если вы хотите избавиться от нескольких подклассов, наиболее тривиальный последний шаг можно будет выполнить в случае, если подкласс ничего не содержит. Тогда везде, где используется подкласс, можно будет использовать суперкласс, при этом поведение системы не изменится. Что надо сделать, чтобы очистить подкласс от методов и данных? Для начала метод можно сделать полностью идентичным одному из методов суперкласса. Постепенно переместив все методы и все данные в суперкласс, вы сможете заменить ссылки на подкласс ссылками на суперкласс. После этого подкласс можно уничтожить.
Как можно модифицировать одну часть метода или объекта, состоящего из нескольких частей? Сначала изолируйте изменяемую часть.
Мне приходит в голову аналогия с хирургической операцией: фактически все тело оперируемого пациента покрыто специальной простыней за исключением места, на котором, собственно, осуществляется операция. Благодаря такому покрытию хирург имеет дело с