O que é refatoração de código?

Martin Fowler popularizou essa prática com seu livro Refactoring, publicado pela primeira vez em 1999. A refatoração de código ajuda a eliminar os “code smells”, que Fowler define como “um indício superficial que geralmente aponta para um problema mais profundo no sistema.” Ele acrescenta que os “code smells” são “fáceis de perceber ou farejar” e cita métodos longos e classes que contêm apenas dados, sem comportamentos, como exemplos.

Exemplos de refatoração incluem correção de formatação incorreta, renomeação de variáveis pouco descritivas, remoção de funções duplicadas ou não utilizadas e divisão de métodos longos em blocos menores e mais manejáveis. Essas alterações simples e que preservam o comportamento são menos propensas a causar erros ou falhas, mas, com o tempo, ajudam a melhorar o desempenho do software.

Refatorar pode parecer simples, mas algumas táticas ajudam os desenvolvedores a adotar uma abordagem mais estratégica:

    ● Abstração

    ● Composição

    ● Recursos de movimentação

    ● Refatoração vermelha-verde

    ● Simplificação

A abstração é um conceito fundamental na programação orientada a objetos. Isso consiste em generalizar objetos, ocultando detalhes complexos e mantendo apenas as informações essenciais.

Na refatoração de código, a abstração é normalmente implementada para grandes bases de código. Consiste em 2 mecanismos:

● O método pull-up extrai o código de uma subclasse e o move para cima na hierarquia, para uma classe abstrata ou superclasse. Isso reduz a duplicação de código e melhora o reaproveitamento de atributos ou funções compartilhadas.

 ● O método push-down move o código de uma classe abstrata ou superclasse para uma subclasse quando a lógica não é reutilizável ou se aplica apenas a ela.

Essa abordagem modular divide grandes blocos de código em partes menores, tornando-os mais simples e fáceis de gerenciar. Os métodos de extração e de inserção direta são duas abordagens de composição:

● A abordagem de extração retira partes de um método existente e as transfere para um novo método. Isso é útil, por exemplo, em métodos muito longos com várias funções, permitindo criar um método específico para cada uma.

● A abordagem inline substitui a chamada de um método pelo conteúdo do próprio método, que em seguida é excluído. Isso se aplica, por exemplo, a métodos com poucas linhas de código que são chamados por apenas uma classe.

Essa técnica movimenta atributos, métodos e outros elementos entre classes para reduzir dependências e aumentar a coesão das funções internas e entre diferentes classes. Essa redistribuição permite um design mais lógico e equilibrado do código, facilitando sua expansão e manutenção.

O ciclo red-green-refactor se inspira no desenvolvimento orientado por testes, em que os testes são escritos antes do código-fonte. Trata-se de uma estratégia iterativa que permite refatorar e testar continuamente.

Este processo de 3 etapas segue estas etapas:

● Na fase vermelha, os desenvolvedores criam testes para validar um comportamento ou função específica do software. Esses testes falham de propósito no início, pois o código ainda não foi escrito.

● Na fase verde, os programadores escrevem o código que implementa o comportamento ou função desejada. Pode-se escrever apenas o mínimo necessário para passar nos testes, pois nessa fase a prioridade é a velocidade, não a qualidade.

● Por fim, na fase de refatoração, o código é aprimorado: torna-se mais limpo, eficiente e claro, mantendo o comportamento original e passando todos os testes.

O objetivo aqui é simplificar o código e a lógica associada. Isso pode incluir reduzir a quantidade de parâmetros em um método, renomear variáveis ou métodos com nomes longos demais, unificar expressões condicionais com o mesmo resultado, separar trechos condicionais complexos ou até aplicar polimorfismo no lugar de condicionais.

Pense na refatoração de código como organizar um quarto todos os dias para tornar a limpeza no final de semana muito mais fácil e rápida. O objetivo da refatoração de código é reduzir a dívida técnica, que surge quando os programadores adotam atalhos, como duplicar lógica, ignorar padrões de programação ou usar nomes confusos em variáveis.

Veja a seguir algumas vantagens que equipes de desenvolvimento de software podem obter com a refatoração:

    ● Diminuição da complexidade

    ● Maior manutenibilidade

    ● Melhor legibilidade do código

   ● Velocidade mais rápida

A refatoração pode levar a um código mais simples. Isso ajuda os desenvolvedores a compreender melhor grandes bases de código. Programadores recém-contratados também se beneficiam, pois entendem rapidamente o funcionamento de códigos desconhecidos.

A refatoração do código cria a base para uma manutenção mais eficiente. Um código claro exige menos esforço ao depurar, adicionar uma nova função, atualizar funcionalidades existentes ou migrar para tecnologias mais recentes. Assim como a manutenção preventiva na indústria, a refatoração permite corrigir pequenos problemas agora para evitar falhas graves no futuro.

Quando o código é refatorado, ele fica mais limpo, o que facilita a compreensão e o trabalho com ele. O código refatorado também é mais fácil de navegar, o que torna o desenvolvimento de software mais ágil.

Refatorar pode não ter um impacto tão grande quanto otimizações específicas de desempenho. No entanto, um código mais simples e leve ainda pode tornar o software mais eficiente e reduzir o tempo de execução.

A refatoração pode gerar um código mais claro e organizado, mas esse processo também apresenta alguns inconvenientes. Veja a seguir alguns desafios que as equipes de desenvolvimento podem enfrentar ao refatorar código.

    ● Alocação de desenvolvedores

    ● Introdução de bugs

    ● Código legado

    ● Aumento do escopo

    ● Restrições de tempo

As equipes devem decidir quem fará parte do processo de refatoração do código e quais serão suas funções e responsabilidades. Isso pode afastar os programadores de tarefas essenciais no desenvolvimento de software, o que representa um custo alto demais para equipes menores.

Até a menor alteração no código pode gerar um novo erro ou reativar um problema já existente. Refatorações mais complexas podem modificar ou até comprometer funcionalidades já existentes.

Código legado refere-se a códigos de base antigos que ainda servem ao seu propósito, mas foram desenvolvidos usando tecnologias desatualizadas e não são mais suportados ou mantidos ativamente. Durante a refatoração, esse tipo de código pode gerar problemas de dependência e incompatibilidade. Isso exige uma análise mais aprofundada do código e um plano detalhado para lidar com qualquer alteração que afete o código legado.

Pode ser tentador corrigir mais do que o necessário, especialmente quando não há um plano definido nem objetivos claros. Ao lidar com reestruturações lógicas, o escopo pode se ampliar quando os programadores não analisam o código com calma para identificar o que realmente precisa ser ajustado.

A refatoração de código pode exigir muito tempo, o que não existe na maioria das equipes de desenvolvimento. Eles precisam equilibrar a necessidade de refatoração com o cumprimento dos prazos do projeto e considerar quando e quanto refatorar.

Antes de iniciar uma jornada de refatoração, leve em conta estas dicas para lidar com os desafios envolvidos.

    ● O tempo é importante

    ● O planejamento é fundamental

    ● Analisar e padronizar

    ● Testar e documentar

Saber quando refatorar é tão importante quanto entender por que e como fazer isso. A refatoração pode fazer parte das rotinas de manutenção periódica da equipe de desenvolvimento ou ser integrada às revisões de código.

Também é essencial refatorar antes de adicionar novas funcionalidades, aplicar grandes atualizações, migrar para tecnologias mais recentes ou atualizar interfaces de programação de aplicativos (APIs) ou bibliotecas. Isso estabelece um framework mais adaptável e escalável para evoluções futuras.

Como a refatoração consome tempo, o planejamento se torna indispensável. As equipes de desenvolvimento precisam avaliar seus objetivos e o escopo da refatoração. Eles podem começar com pequenos passos, dedicando alguns dias a mudanças simples, como remover código morto, corrigir a formatação ou eliminar duplicações. Se a limpeza for mais complexa, a refatoração se transforma em um projeto com prazos definidos e duração prolongada.

Tarefas simples de refatoração podem não exigir muita análise. No entanto, para técnicas que envolvem lógica, é fundamental compreender todo o código relacionado. Entender os motivos por trás da estrutura do código ajuda os programadores a tomar decisões mais conscientes e fazer alterações intencionais.

Seguir os padrões de codificação e os princípios de design da equipe ajuda a preservar a integridade e manter a arquitetura da base de código.

Refatorar não é só melhorar o código, mas também garantir que essas melhorias funcionem de fato. Por isso, testar é essencial para confirmar que o software e seu comportamento continuam intactos.

Apesar de os desenvolvedores realizarem testes de unidade e de integração, a participação da equipe de QA é indispensável. O time de QA pode realizar testes funcionais para validar recursos e testes de regressão para garantir que a refatoração não introduziu erros nem comprometeu funcionalidades.

Documentar as alterações também deve fazer parte do processo. Isso facilita o acompanhamento das mudanças e torna futuras refatorações mais simples.

Várias ferramentas podem ajudar a acelerar e automatizar a refatoração de código. Aqui estão alguns dos mais populares:

    ● Ambientes de desenvolvimento integrados (IDEs)

    ● Analisadores de código estático

    ● Outros recursos

Muitos dos IDEs atuais já têm suporte integrado para refatoração automatizada sem quebrar nenhum código ou introduzir bugs. Algumas delas ainda oferecem sugestões de refatoração orientadas por IA.

Entre as IDEs que podem ser usadas na refatoração estão o IntelliJ IDEA, voltado para linguagens da Java Virtual Machine (JVM), o PyCharm para Python e a extensão ReSharper do Visual Studio, voltada para C#, C++ e .NET.

Analisadores estáticos avaliam o código sem executá-lo. Eles identificam falhas comuns de programação e problemas de qualidade do código, ajudando os desenvolvedores a corrigi-los ainda nas etapas iniciais do desenvolvimento.

Entre os exemplos de analisadores estáticos de código estão o Codacy e o PMD código aberto, ambos compatíveis com várias linguagens, além do JArchitect para Java, NDepend para .NET e o RuboCop, que atua como linter e formatador para Ruby.

Refactoring.com é o site de Martin Fowler que apresenta um catálogo on-line dos métodos de refatoração descritos em seu livro. Refactoring.Guru é outro site que aborda técnicas de refatoração e padrões de design.

Inteligência artificial (IA) pode ajudar no processo de refatoração de código. As aplicações de IA generativa utilizam grandes modelos de linguagem (LLMs) capazes de analisar bases de código complexas ou extensas, compreendendo sua semântica e contexto. Com isso, elas oferecem recomendações de refatoração em tempo real.

O IBM® watsonx Code Assistant, por exemplo, utiliza os modelos IBM® Granite para identificar erros e pontos de melhoria no código. Em seguida, ele sugere correções direcionadas que se alinham às convenções de codificação estabelecidas da equipe, ajudando a simplificar e acelerar a refatoração do código. Outras ferramentas semelhantes de refatoração de IA incluem o Amazon CodeGuru Reviewer, o GitHub Copilot e o ChatGPT da OpenAI.

Para quem trabalha com código legado, o IBM watsonx Code Assistant for Z combina IA generativa e automação para ajudar desenvolvedores a modernizar suas aplicações. O watsonx Code Assistant for Z Refactoring Assistant permite que programadores refatorem suas aplicações em serviços mais modulares e reutilizáveis. Ele utiliza algoritmos de análise de código para modernizar aplicações em COBOL.

Como ocorre com qualquer sistema de IA, os desenvolvedores ainda precisam revisar os resultados das ferramentas de refatoração orientadas por IA para garantir a precisão. Também é necessário testar para garantir que as mudanças sugeridas funcionem como o esperado.