¿Qué es la refactorización de código?

Martin Fowler popularizó la práctica a través de su libro Refactoring, que se publicó por primera vez en 1999. La refactorización de código puede ayudar a eliminar los "olores de código", que Fowler define como "una indicación superficial que suele corresponder a un problema más profundo en el sistema". Añade que los olores de código son "rápidos de detectar o rastrear" y cita métodos largos y clases que contienen solo datos y ningún comportamiento como instancias de olores de código.

Algunos ejemplos de refactorización de código son la corrección de formatos incorrectos, el cambio de nombre de variables no descriptivas, la eliminación de funciones duplicadas o no utilizadas y la división de métodos grandes y largos en bloques más pequeños y manejables. Estas modificaciones triviales que preservan el comportamiento tienen menos probabilidades de romper el código o introducir errores, pero su efecto incremental puede ayudar a optimizar el rendimiento del software.

La refactorización puede parecer una tarea sencilla, pero algunas tácticas pueden ayudar a los desarrolladores de software a adoptar un enfoque más estratégico:

    ● Abstracción

    ● Composición

    ● Características móviles

    ● Refactorización rojo-verde

    ● Simplificación

La abstracción es un concepto fundamental en la programación orientada a objetos. Implica generalizar objetos para que los detalles complejos queden ocultos y solo quede la información esencial.

En la refactorización de código, la abstracción suele implementarse para bases de código grandes. Consta de dos mecanismos:

● El método pull-up extrae código de una subclase y lo mueve en la jerarquía a una clase abstracta o superclase. Esto permite una menor duplicación de código y una mejor reutilización de cualquier atributo o función compartida.

 ● El método push-down empuja el código de una clase abstracta o superclase a una subclase para una lógica que no es reutilizable o solo se aplica a una subclase concreta.

Este enfoque modular descompone o divide grandes trozos de código en otros más pequeños para hacerlos más simples y manejables. El método de extracción y el método en línea son dos enfoques de la composición:

● El enfoque de extracción toma partes de un método existente y las mueve a un método nuevo. Esto se puede hacer para métodos enormes que contienen diferentes funciones, por ejemplo, por lo que cada función puede tener su propio método independiente.

● El enfoque en línea sustituye la llamada a un método por el cuerpo o el contenido del propio método y, a continuación, el método se elimina. Esto se aplica normalmente a los métodos que tienen solo unas líneas de código y son llamados por una sola clase, por ejemplo.

En esta técnica, los atributos, métodos y otras características se mueven entre clases para disminuir las dependencias y mejorar la cohesión dentro de las funciones de una clase y entre clases. Esta redistribución ayuda a lograr un diseño más lógico y equilibrado del código existente, lo que facilita su ampliación y mantenimiento.

La refactorización rojo-verde toma prestado del desarrollo basado en pruebas, en el que las pruebas se escriben antes que el código fuente en sí. Es una estrategia iterativa que permite la refactorización y pruebas continuas.

Este proceso de tres etapas sigue estos pasos:

● Durante la fase roja, los desarrolladores escriben pruebas para validar un comportamiento o función específicos del software. Inicialmente, estas pruebas están destinadas a fallar porque el código aún no se ha creado.

● En la fase verde, los programadores escriben el código para el comportamiento o la función especificados. Este puede ser el código mínimo requerido para pasar las pruebas, porque el objetivo aquí es la velocidad sobre la calidad.

● Por último, la fase de refactorización es cuando se produce el refinamiento, realizando las mejoras necesarias para obtener un código más limpio, claro y eficiente, preservando al mismo tiempo su comportamiento y superando todas las pruebas relacionadas.

El objetivo aquí es simplificar el código y su lógica asociada. Esto puede hacerse reduciendo el número de parámetros de un método, renombrando variables o métodos demasiado largos, combinando expresiones condicionales que conducen al mismo resultado, desacoplando fragmentos condicionales complejos o incluso utilizando polimorfismo en lugar de condicionales.

Piense en la refactorización de código como en ordenar una habitación cada día para que la limpieza al final de la semana sea mucho más fácil y rápida. El objetivo de la refactorización de código es reducir la deuda técnica, que se acumula como resultado de que los programadores tomen atajos, como duplicar la lógica, no seguir los estándares de codificación o utilizar nombres de variables poco claros.

Estas son algunas de las ventajas que los equipos de desarrollo de software pueden obtener de la refactorización de código:

    ● Menor complejidad

    ● Mantenimiento mejorado

    ● Mejora de la legibilidad del código

    ● Mayor velocidad

La refactorización puede conducir a un código más simple. Esto ayuda a los desarrolladores a comprender mejor las grandes bases de código. Los programadores recién contratados también tienen un beneficio, ya que pueden comprender rápidamente el funcionamiento interno del código desconocido.

La refactorización de código sienta las bases para un mejor mantenimiento. Un código claro requiere menos esfuerzo a la hora de depurar, implementar una nueva función, actualizar características existentes o actualizar a las últimas tecnologías. Al igual que el mantenimiento preventivo en la fabricación, la refactorización de código permite realizar correcciones menores ahora para evitar errores importantes en el futuro.

Cuando el código se refactoriza, es más limpio, lo que facilita su comprensión y el trabajo con él. El código refactorizado también es más fluido de navegar, lo que ayuda a agilizar el proceso de desarrollo de software.

Es posible que la refactorización no tenga un impacto tan significativo como las optimizaciones de código reales dirigidas al rendimiento. Sin embargo, un código más simple y menos voluminoso puede contribuir a un software más eficiente y a tiempos de ejecución más rápidos.

La refactorización puede dar como resultado un código claro y limpio, pero el proceso no está exento de inconvenientes. Estos son algunos desafíos que los equipos de desarrollo pueden encontrar al refactorizar el código:

    ● Asignación de desarrolladores

    ● Introducción de errores

    ● Código heredado

    ● Desplazamiento del alcance

    ● Limitaciones de tiempo

Los equipos deben decidir quién formará parte del proceso de refactorización de código y cuáles serán sus roles y responsabilidades. Esto puede alejar a los programadores del trabajo crítico de desarrollo de software y es posible que los equipos más pequeños no puedan permitirse esa compensación.

Incluso el más mínimo cambio en el código conlleva la posibilidad de crear un nuevo fallo o resurgir uno ya existente. Una refactorización de código más compleja también conlleva la posibilidad de romper o alterar características y funciones.

El código heredado se refiere a bases de código antiguas que aún cumplen su propósito, pero que se desarrollaron utilizando tecnologías ahora obsoletas y ya no reciben soporte ni mantenimiento activos. Podría plantear problemas de dependencia y problemas de compatibilidad durante la refactorización. Esto requiere un análisis de código más profundo y un plan detallado para abordar cualquier cambio que afecte a la dirección de código heredado.

Puede ser tentador arreglar más de lo necesario, especialmente cuando no hay un plan o cuando no se han establecido objetivos claros. Al abordar la reestructuración lógica en particular, el alcance puede expandirse cuando los programadores no se han tomado el tiempo de examinar el código y determinar qué partes pueden refinarse.

La refactorización de código puede requerir mucho tiempo, del que carecen la mayoría de los equipos de desarrollo. Necesitan equilibrar la necesidad de refactorización con el cumplimiento de los plazos del proyecto y considerar cuándo y cuánto refactorizar.

Antes de embarcarse en un viaje de refactorización de código, tenga en cuenta estos consejos para ayudar a dirigirse a los desafíos del proceso:

    ● El tiempo importa

    ● La planificación es la clave

    ● Analizar y estandarizar

    ● Prueba y documento

Cuándo hacer la refactorización de código es tan importante como el por qué o el cómo. Puede formar parte de las actividades de mantenimiento periódico de un equipo de desarrollo de software o puede integrarse en las reseñas de código.

La refactorización también es imprescindible antes de añadir nuevas características, implementar actualizaciones sustanciales, cambiar a pilas más recientes o actualizar las interfaces de programación de aplicaciones (API) o las bibliotecas. Crea un marco más escalable y adaptable sobre el que construir en el futuro.

La refactorización del código puede llevar mucho tiempo, por lo que la planificación es esencial. Los equipos de desarrollo deben tener en cuenta sus objetivos y su alcance. Pueden dar pequeños pasos, con unos días centrados en pequeños cambios, como eliminar el código muerto, corregir el formato o eliminar los duplicados. Si se trata de una limpieza más complicada, la refactorización se convierte en un proyecto con plazos y un plazo más largo.

Las tareas de refactorización simples pueden no requerir mucho análisis. Sin embargo, para las técnicas que tocan la lógica, es vital comprender todo el código relacionado. Determinar la lógica detrás de la estructura del código puede ayudar a los programadores a tomar decisiones más informadas y modificaciones intencionales.

Además, seguir los estándares de codificación y los principios de diseño de un equipo puede conservar la integridad y mantener la arquitectura del código base.

Refactorizar no consiste sólo en mejorar el código, sino también en asegurarse de que esas mejoras funcionan. Por eso las pruebas son importantes para confirmar que el propio software y su comportamiento permanecen intactos.

Aunque los desarrolladores pueden ejecutar sus propias pruebas unitarias y de integración, incluir al equipo de control de calidad es crucial. Pueden ejecutar pruebas funcionales para verificar las características y pruebas de regresión para comprobar que el código refactorizado no introduce ningún error ni rompe ninguna característica.

La documentación de los cambios también debe formar parte del proceso. Esto facilita el seguimiento de las modificaciones y facilita una refactorización del código más fluida en el futuro.

Varias herramientas pueden ayudar a acelerar y automatizar la refactorización del código. A continuación, se muestran algunos de los más populares:

    ● Entornos de desarrollo integrados (IDE)

    ● Analizadores de código estático

    ● Otros recursos

Muchos de los IDE actuales ya tienen soporte incorporado para la refactorización automatizada sin romper ningún código ni introducir errores. Algunos incluso proporcionan recomendaciones de refactorización impulsadas por IA.

Los IDE que se pueden utilizar para la refactorización de código incluyen IntelliJ IDEA para lenguajes de programación basados en Java Virtual Machine (JVM), PyCharm para Python y la extensión ReSharper Visual Studio para C#, C++ y .NET.

Los analizadores estáticos evalúan el código sin ejecutarlos. Estos analizadores detectan fallos comunes de programación y problemas de calidad del código, ayudando a los desarrolladores a solucionarlos en una fase temprana del proceso de desarrollo del software.

Algunos ejemplos de analizadores de código estático son Codacy y el PMD de código abierto, ambos compatibles con varios lenguajes de programación, JArchitect para Java, NDepend para .NET y el linter y formateador RuboCop para Ruby.

Refactoring.com es el sitio web de Martin Fowler que contiene un catálogo en línea de métodos de refactorización de su libro. Refactoring.Guru es otro sitio web que analiza las técnicas de refactorización y los patrones de diseño.

La inteligencia artificial (IA) puede ayudar en el proceso de refactorización del código. Las aplicaciones de IA generativa funcionan con modelos de lenguaje de gran tamaño (LLM) que pueden analizar bases de código complejas o enormes y comprender la semántica y el contexto detrás de ellas. Basándose en eso, proporcionan rápidamente recomendaciones de refactorización en tiempo real.

IBM watsonx Code Assistant, por ejemplo, aprovecha los modelos de IBM Granitepara identificar errores y áreas de mejora. A continuación, sugiere correcciones específicas que se alinean con las convenciones de codificación establecidas por un equipo, lo que ayuda a simplificar y acelerar la refactorización del código. Otras herramientas similares de refactorización de IA incluyen Amazon CodeGuru Reviewer, GitHub Copilot y OpenAI's ChatGPT.

Para quienes se dedican al código heredado, IBM watsonx Code Assistant for Z combina la IA generativa y la automatización para ayudar a los desarrolladores a modernizar sus aplicaciones. El watsonx Code Assistant for Z Refactoring Assistant permite a los programadores refactorizar su aplicación en servicios más modulares y reutilizables. Emplea algoritmos de análisis de código para modernizar las aplicaciones COBOL.

Al igual que con cualquier sistema de IA, los desarrolladores deben revisar los outputs de las herramientas de refactorización de código impulsadas por IA para garantizar su precisión. También es necesario realizar pruebas para asegurarse de que los cambios sugeridos funcionan según lo esperado.