ما هو الكود المتشابك (spaghetti code)؟

يشير مفهوم الكود المتشابك (Spaghetti code) إلى كود برمجي ذي هيكل معقد ومربك يصعب تعديله وفهمه. تمامًا مثل طبق السباغيتي، حيث تتشابك المعكرونة وتلتف في كل اتجاه ضمن كتلة معقدة وغير مفهومة، يحتوي الكود المتشابك على متاهة من المنطق البرمجي تجعل من الصعب على المطورين استيعاب كيفية عمل الكود.

تاريخيًا، ارتبط الكود المتشابك بالاستخدام المفرط لـ "تعليمات الانتقال" (goto statements)، التي كانت تسمح لعملية التنفيذ بالقفز بشكل غير متوقع في جميع أجزاء البرنامج. تُثنِي لغات البرمجة الحديثة عن هذه الممارسة، لكن تدفق التحكم المتشابك يظهر بطرق أخرى، وما زال المطورون يستخدمون هذا المصطلح للإشارة إلى رمز المصدر غير المنظم.

قد تحتوي قاعدة الكود أو التطبيق على ملايين الأسطر من البرمجة، وإذا لم تكن منظمة بشكل صحيح، فستكون صيانتها صعبة. الكود المتشابك هو شكل من أشكال الديون التقنية. قد يعمل الكود كما هو مطلوب طالما لم يتم تعديله، ولكن تحديث هذا الكود يتطلب استيعاب برمجية معقدة ومتشابكة. البرمجيات القديمة التي تمت صيانتها على مدى عقود بواسطة فرق مختلفة تكون عرضة للكود المتشابك.

عندما يقضي المطورون وقتا في محاولة فهم الكود الحالي بدلا من تنفيذ وظائف جديدة، فإن ذلك يبطئ التطوير ويستهلك موارد هندسة البرمجيات . قد يكون تتبع مصدر الخطأ أمراً بسيطاً في تطبيق منظم، لكن الكود المتشابك يتطلب التنقل في مسارات تنفيذ معقدة. بالإضافة إلى ذلك، تزداد مخاطر إدخال أخطاء برمجية جديدة؛ إذ إن حتى التغييرات الطفيفة قد تترتب عليها عواقب غير مقصودة في أجزاء أخرى من التطبيق.

كما تتأثر عملية التأهيل سلباً. إذ يحتاج أعضاء الفريق الجدد إلى وقت أطول بكثير لفهم الكود البرمجي، وقد يترددون قبل تعديل الأكواد الهشة.

عادةً ما ينشأ الكود المتشابك مع مرور الوقت. عند تصوّر البرمجيات لأول مرة، عادةً ما يُنتج المطورون أكواد برمجية بسيطة ومُنظّمة جيداً. ولكن مع تطور الأمور بمرور الوقت، تؤدي الحلول السريعة، والمواعيد النهائية الضاغطة، والمتطلبات المتغيرة إلى إضافة تعقيد وفوضى لا داعي لهما.

قد يختار المطورون الذين يعملون تحت قيود موارد معينة إعطاء الأولوية للوظائف الفورية على حساب صيانة البرمجيات طويلة الأمد. وتساهم الحلول المؤقتة السريعة الناجمة عن ذلك في زيادة تعقيد الأكواد البرمجية وإرباكها وجعلها أكثر عرضة للأخطاء.

إليك بعض العلامات الأخرى على وجود كود متشابك:

تدفق تحكم معقد: ينتقل التنفيذ بشكل غير متوقع عبر البرنامج بدلاً من اتباع بنية مباشرة.

عدم فصل المسؤوليات: يتم دمج المنطق والخصائص غير المرتبطة معًا في ملف واحد أو كتلة برمجية ضخمة.

التبعيات المفرطة: تتسبب التبعيات في جعل التغييرات في أحد أجزاء التطبيق تؤثر بشكل غير متوقع على الأجزاء الأخرى.

غياب النمطية: بدلاً من تقسيم البرنامج إلى مكونات أصغر وقابلة لإعادة الاستخدام، يستخدم المطورون ملفات أحادية البنية ودوالاً طويلة ومعقدة.

الاعتماد المفرط على المتغيرات العامة: بدلاً من تمرير البيانات صراحةً عبر معلمات الدالة، تُعدّل الأكواد البرمجية المتغيرات العامة نفسها عبر العديد من الأساليب المختلفة، مما يجعل تتبع الحالة أمرًا صعبًا.

المنطق المكرر: يكرر المطورون كتل الكود البرمجي في جميع أنحاء المشروع، مما يعني أن إصلاح خطأ برمجي واحد يتطلب تتبع المنطق نفسه وتعديله في أماكن مختلفة.

الأسلوب غير المتسق: عندما تعمل فرق مختلفة على المشروع نفسه في أوقات مختلفة، فإنها تُدخل أحياناً معايير تنسيق مختلفة، مما يجعل الكود البرمجي أكثر صعوبة في القراءة.

التوثيق غير الكافي: غالباً ما يتسم الكود المتشابك (Spaghetti code) بنقص التوثيق، مما يجعل من الصعب على الآخرين، أو حتى على المطور الأصلي، فهم كيف كان من المفترض أن يعمل الكود في المقام الأول.

إن التصميم المدروس للنظام وممارسات تطوير البرمجيات المنضبطة هما المفتاح لتجنب الكود المتشابك (Spaghetti Code)، إلى جانب تغيير نمط التفكير من مجرد التأكد من أن الكود يعمل في الوقت الحالي، إلى جعله أسهل في الفهم والتعامل معه في المستقبل.

ينبغي أن يكون لكل عنصر من عناصر التطبيق مسؤولية محددة بوضوح. يجب أن تؤدي الوظائف والفئات مهمة أساسية واحدة بدلاً من محاولة حل مشكلات متعددة. تجعل الوحدات البرمجية الأصغر ذات الفصل الواضح للاهتمامات الكود أسهل في القراءة، وتصحيح الأخطاء، وإعادة الاستخدام، والاختبار.

على الرغم من أن المكونات الصغيرة وضعيفة الاقتران تُعد من أفضل الممارسات البرمجية، إلا أن الإفراط في ذلك يؤدي إلى ما يُعرف بكود الرافيولي (ravioli code)؛ وهو نمط مضاد يصف قاعدة البرمجيات المقسّمة بشكل مفرط إلى العديد من الوحدات أو الكائنات الصغيرة جدًا، المعزولة والمستقلة بذاتها، مما قد يتسبب على نحو متناقض في توليد بعض المشكلات نفسها التي تعاني منها الكود المتشابك. وهناك أيضًا ما يُعرف بكود اللازانيا (lasagna code)، وهو مصطلح يُشير إلى البنية البرمجية المبنية على الكثير من طبقات التجريد الصارمة. يؤدي الإفراط في الطبقات إلى تعقيد غير ضروري. ينتج الكود المتشابك عن النقص الشديد في الهيكلية، بينما ينتج كود اللازانيا وكود الرافيولي عن الإفراط فيها.

الهدف ليس تعظيم عدد المكونات أو الطبقات الهيكلية، بل بناء برمجيات معيارية، حيث يمكن تحديث الأجزاء دون التسبب في فوضى في أماكن أخرى من الكود.

وأخيرًا ، تجنَّب نسخ الأكواد البرمجية ولصقها. المنطق المكرر يُحدث فوضى، وتزداد هذه الفوضى مع نمو التطبيقات.

الوضوح أمر بالغ الأهمية. وتُسهم اتفاقيات التسمية الموحدة في تحسين قابلية القراءة بشكل عام. وتُسهم اتفاقيات التسمية الموحدة في تحسين قابلية القراءة بشكل عام. الهدف هو تمكين أي مطور جديد من فهم كيفية عمل الكود بسرعة، ليركز وقته على تحسينه وتطويره بدلاً من استهلاكه في محاولة فهمه.

تعزز مراجعات الكود الدورية معايير البرمجة، وتتيح للمطورين تحديد المنطق المعقد للغاية والعيوب الهيكلية الأخرى قبل أن تترسخ بشكل أكبر في الكود. تعزز هذه العملية أيضًا ثقافة الملكية المشتركة، بحيث يشعر كل مطور بالمسؤولية عن إنتاج الأكواد البرمجية النظيفة والحفاظ عليها.

يمكن أن تساعد الاختبارات المؤتمتة على التأكد من أن الكود يتصرف بشكل صحيح عند تعديله أو إعادة هيكلته.

بمجرد تطوير الكود المتشابك، يصبح فك تشابكه عملية تدريجية. تعد عمليات إعادة الكتابة الشاملة والواسعة النطاق مكلفة، لذلك غالبًا ما تقوم فرق التطوير بإصلاح المشكلات بشكل تدريجي أثناء إضافة الميزات أو التحديثات.

يقوم المطورون بتقسيم الدوال الكبيرة إلى طرق أصغر، وإزالة المنطق المكرر، وفصل المكونات، وإعادة تسمية المعرفات المربكة.

يمكن لمساعدي AI Coding الحديثين أن يكونوا مفيدين للغاية في المعركة ضد البرمجة العشوائية المعقدة.

قد لا تكون البرمجة المتشابكة (Spaghetti programming) واضحة أو ملحوظة للوهلة الأولى. قد يبدو أن البرنامج يعمل بشكل صحيح دون تحليل أعمق. غالبًا ما يكتشف المطورون الكود المتشابك من خلال أنماط التصميم المتكررة التي تشير إلى التعقيد غير الضروري أو مجموعة سيئة أو اقتران عالٍ. لكن البحث عن مثل هذه "الروائح البرمجية" يستغرق وقتاً.

يمكن لمساعدي AI Coding مثل IBM Bob تحليل البرمجيات بسرعة وتحديد المناطق التي تنطوي على مشكلات، مما يقلل الحاجة إلى الفحص اليدوي المجهد ولآلاف الأسطر البرمجية. يمكن لمساعدي الذكاء الاصطناعي أيضاً شرح سبب عدم إمكانية صيانة جزء معين من الكود، وتقديم اقتراحات للإصلاحات، وحتى تنفيذ تلك الإصلاحات.

غالبًا ما يرث المطورون البرامج التي كتبها أشخاص لم يعودوا يعملون في مشروع البرمجيات. يجب عليهم التدقيق في الكود بحثًا عن الأنماط لمعرفة كيفية عمله. يمكن لمساعدي AI Coding تقصير منحنى التعلم هذا من خلال شرح الكود بلغة طبيعية. يمكن للمطور أن يسأل ببساطة "ماذا يفعل هذا الشيء؟" أو "ما هي الملفات التي تعتمد على هذه الوحدة؟" ويحصل على إجابة سريعة.

إعادة هيكلة الكود هي أمر يمكن للذكاء الاصطناعي أيضًا المساعدة فيه. تقسيم الدوال الكبيرة إلى طرق أصغر، وإزالة الكود المكرر، وتبسيط المنطق الشرطي، وتحسين التسميات—تعد جميعها حالات استخدام قياسية لإعادة هيكلة الكود باستخدام الذكاء الاصطناعي. على سبيل المثال، يوفر IBM Bob اقتراحات إعادة هيكلة تلقائية في الوقت الفعلي.

يمكن للذكاء الاصطناعي أيضًا المساعدة أثناء إنشاء الكود لتعزيز جودة الكود من خلال التوصية بدوال أصغر وأحادية الغرض، واقتراح تجريدات قابلة لإعادة الاستخدام، والتحذير عندما يتسبب الكود الجديد في تعقيد مفرط. يمكنه تشجيع أفضل الممارسات عبر الفريق وتوليد اختبارات الوحدة إلى جانب الوظائف الجديدة.