¿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 generalmente corresponde a un problema más profundo en el sistema". Agrega que los olores de código son "rápidos de detectar o olfatear" 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 incluyen corregir formatos incorrectos, cambiar el nombre de variables no descriptivas, eliminar funciones duplicadas o no empleadas y dividir métodos grandes y largos en bloques más pequeños y manejables. Estas modificaciones triviales que preservan el comportamiento tienen menos probabilidades de romper código o introducir errores, pero su efecto incremental puede ayudar a optimizar el rendimiento.

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

    ● Mover características

    ● Refactorización rojo-verde

    ● Simplificación

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

En la refactorización de código, la abstracción suele implementarse para grandes bases de código. Consta de 2 mecanismos:

● El método pull-up extrae código de una subclase y lo mueve hacia arriba 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 pushdown empuja el código de una clase abstracta o superclase a una subclase para la lógica que no es reutilizable o solo se aplica a una subclase en particular.

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

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

● El enfoque en línea reemplaza una llamada a un método con el cuerpo o contenido del método en sí, y luego el método se elimina. Esto generalmente se aplica a métodos que tienen sólo unas pocas 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.

Red-green-refactor toma prestado del desarrollo basado en pruebas, en el que las pruebas se escriben antes que el propio código fuente. Es una estrategia iterativa que permite la refactorización y las pruebas continuas.

Este proceso de 3 etapas sigue estos pasos:

● Durante la fase roja, los desarrolladores escriben pruebas para validar un comportamiento o función de software específico. 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 función especificados. Este puede ser el código mínimo requerido para pasar las pruebas, porque el objetivo aquí es la velocidad sobre la calidad.

● Finalmente, la fase de refactorización es cuando ocurre el refinamiento, haciendo las mejoras necesarias para obtener un código más limpio, claro y eficiente, al tiempo que conserva su comportamiento y pasa todas las pruebas relacionadas.

El objetivo aquí es simplificar el código y su lógica asociada. Esto puede ser en forma de reducción del número de parámetros en un método, cambio de nombre de variables o métodos demasiado largos, combinación de expresiones condicionales que conducen al mismo resultado, desacoplamiento de fragmentos condicionales complejos o incluso uso de polimorfismo en lugar de condicionales.

Piense en la refactorización de código como ordenar una habitación todos los días 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 programación o usar nombres de variables poco claros.

A continuación se presentan algunos beneficios que los equipos de desarrollo de software pueden obtener de la refactorización de código:

    ● Disminución de la 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. El código claro requiere menos esfuerzo al 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 arreglos 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 aún puede contribuir a un software más eficiente y tiempos de ejecución más rápidos.

La refactorización puede dar lugar a un código claro y limpio, pero el proceso no está exento de inconvenientes. Estos son algunos de los retos que pueden encontrar los equipos de desarrollo a la hora de refactorizar código:

    ● Asignación de desarrolladores

    ● Introducción de errores

    ● Código heredado

    ● Desviación del alcance

    ● Limitaciones de tiempo

Los equipos deben decidir quién formará parte del proceso de refactorización de código y cuáles serán sus funciones 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 de código conlleva la posibilidad de crear un nuevo error o resurgir uno existente. Una refactorización de código más compleja también conlleva la posibilidad de romper o alterar características y funciones.

Por "código heredado" se entienden las bases de código antiguas que siguen cumpliendo su función, pero que se desarrollaron con tecnologías obsoletas y ya no reciben soporte ni mantenimiento activos. Podría plantear problemas de dependencia y compatibilidad durante la refactorización. Esto requiere un análisis más profundo del código y un plan detallado para abordar cualquier cambio que afecte al código existente.

Puede ser tentador arreglar más de lo necesario, especialmente cuando no existe 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 para examinar el código y determinar qué partes se pueden refinar.

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

Antes de embarcarse en un proceso de refactorización de código, considere estos consejos para ayudar a dirigir los desafíos del proceso:

    ● El tiempo importa

    ● La planificación es clave

    ● Analizar y estandarizar

    ● Probar y documentar

Cuándo refactorizar el código es tan importante como el por qué o el cómo. Puede ser parte de las actividades de mantenimiento periódico de un equipo de desarrollo de software o puede integrarse en los comentarios de código.

La refactorización también es imprescindible antes de agregar nuevas características, implementar actualizaciones sustanciales, cambiar a pilas tecnológicas más nuevas o actualizar interfaz de programación de aplicaciones (API) o bibliotecas. Crea una infraestructura más Escalable y adaptable para construir en el futuro.

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

Es posible que las tareas simples de refactorización no requieran 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 programación y los principios de diseño de un equipo puede conservar la integridad y mantener la arquitectura del código base.

La refactorización no se trata solo de mejorar el código; También se trata de cerciorar de que esas mejoras funcionen. Es por eso que las pruebas son importantes para confirmar que el software en sí y su comportamiento permanecen intactos.

Si bien los desarrolladores pueden ejecutar sus propias pruebas de integración y unidades, incluir al equipo de control de calidad es crucial. Pueden ejecutar pruebas funcionales para verificar las características y pruebas de regresión para verificar que el código refactorizado no introduce errores ni rompe funciones.

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

Varias herramientas pueden ayudar a acelerar y automatizar la refactorización de código. Estos son algunos de los más populares:

    ● Entornos de desarrollo integrados (IDE)

    ● Analizadores estáticos de código

    ● Otros recursos

Muchos de los IDE actuales ya tienen soporte integrado 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 usar 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 de software.

Ejemplos de analizadores de código estático incluyen Codacy y el PMD de código abierto que admiten múltiples 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 técnicas de refactorización y patrones de diseño.

La inteligencia artificial (IA) puede ayudar con el proceso de refactorización de código. Las aplicaciones de IA generativa están impulsadas por modelos de lenguaje grandes (LLM) que pueden analizar bases de código complejas o enormes y comprender la semántica y el contexto detrás de ellas. En base a esto, brindan 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. Luego sugiere arreglos específicos que se alinean con las convenciones de programación establecidas de 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 ChatGPT de OpenAI.

Para aquellos que se ocupan del código heredado/existente, IBM watsonx Code Assistant for Z combina IA generativa y 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.