Luận Văn Ứng dụng kỹ thuật tái cấu trúc mã nguồn để triển khai dò tìm và cải tiến các đoạn mã xấu trong chươn

Ứng dụng kỹ thuật tái cấu trúc mã nguồn để triển khai dò tìm và cải tiến các đoạn mã xấu trong chương trình C#

MỤC LỤC



LỜI CAM ĐOAN 2

MỤC LỤC . 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH . 5

MỞ ĐẦU . 6



CHƯƠNG I: KỸ THUẬT TÁI CẤU TRÚC MÃ NGUỒN (REFACTORING) 7

I.1 ĐỊNH NGHĨA KỸ THUẬT TÁI CẤU TRÚC MÃ NGUỒN 7

I.1.1 Ví dụ minh họa . 7

I.1.2 Định nghĩa kỹ thuật tái cấu trúc mã nguồn . 19

I.2 HIỆU QUẢ CỦA TÁI CẤU TRÚC MÃ NGUỒN 20

I.2.1 Refactoring cải thiện thiết kế phần mềm . 20

I.2.2 Refactoring làm mã nguồn phần mềm dễ hiểu 20

I.2.3 Refactoring giúp phát hiện và hạn chế lỗi . 21

I.2.4 Refactoring giúp đấy nhanh quá trình phát triển phần mềm . 21

I.3 KHI NÀO THỰC HIỆN TÁI CẤU TRÚC MÃ NGUỒN . 22

I.3.1 Refactor khi thêm chức năng . 22

I.3.2 Refactor khi cần sửa lỗi 22

I.3.3 Refactor khi thực hiện duyệt chương trình . 23

I.4 CÁC KỸ THUẬT TÁI CẤU TRÚC MÃ NGUỒN 23

I.4.1 Danh mục các kỹ thuật tái cấu trúc mã nguồn . 23

I.5 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 26



CHƯƠNG II: LỖI CẤU TRÚC (BAD SMELLS) TRONG MÃ NGUỒN . 27

II.1 KHÁI NIỆM VỀ LỖI CẤU TRÚC (BAD SMELLS) 27

II.2 LỖI CẤU TRÚC VÀ GIẢI PHÁP CẢI TIẾN . 27

II.2.1 Duplicated Code - Trùng lặp mã . 27

II.2.2 Long Method – Phương thức phức tạp . 28

II.2.3 Large Class – Qui mô lớp lớn 30

II.2.4 Long Parameter List - Danh sách tham số quá dài . 31

II.2.5 Divergent Change – Cấu trúc lớp ít có tính khả biến 32

II.2.6 Shotgun Surgery – Lớp được thiết kế không hợp lý và bị phân rã 32

II.2.7 Feature Envy – Phân bố phương thức giữa các lớp không hợp lý 33

II.2.8 Data Clumps – Gôm cụm dữ liệu 34

II.2.9 Primitive Obsession – Khả năng thể hiện dữ liệu của lớp bị hạn chế . 34

II.2.10 Switch Statements – Khối lệnh điều kiện rẽ hướng không hợp lý . 36

II.2.11 Lazy Class – Lớp được định nghĩa không cần thiết 38

II.2.12 Speculative Generality – Cấu trúc bị thiết kế dư thừa . 38

II.2.13 Temporary Field – Lạm dụng thuộc tính tạm thời 39

II.2.14 Message Chains –Chuỗi phương thức liên hoàn khó kiểm soát . 39

II.2.15 Middle Man – Quan hệ ủy quyền không hợp lý/logic . 39

II.2.16 Inapproprite Intimacy - Cấu trúc thành phần riêng không hợp lý 41

II.2.17 Alternative Classes with Different Interfaces - Đặc tả lớp không rõ ràng 41

II.2.18 Incomplete Library Class – Sử dụng thư viện lớp chưa được hòan chỉnh 41

II.2.19 Data Class – Lớp dữ liệu độc lập . 42

II.2.20 Refused Bequest – Quan hệ kế thừa không hợp lý/logic . 43

II.2.21 Comments – Chú thích không cần thiết 43

II.3 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 44



CHƯƠNG III: NỀN TẢNG .NET VÀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH C# 45

III.1 TỔNG QUAN VỀ NỀN TẢNG .NET 45

III.1.1 Định nghĩa .NET 45

III.1.2 Mục tiêu của .NET . 45

III.1.3 Dịch vụ của .NET . 45

III.1.4 Kiến trúc của .NET 46

III.2 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH C# 47

III.2.1 Tổng quan về ngôn ngữ lập trình C# . 47

III.2.2 Đặc trưng của các ngôn ngữ lập trình C# . 47

III.3 MÔI TRƯỜNG PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG VISUAL STUDIO .NET 48



CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT TÁI CẤU TRÚC MÃ NGUỒN ĐỂ

DÒ TÌM VÀ CẢI TIẾN CÁC ĐOẠN MÃ XẤU TRONG CHƯƠNG TRÌNH C# . 49

IV.1 GIẢI PHÁP VÀ CÔNG CỤ HỖ TRỢ REFACTOR 49

IV.1.1 Đặc tả giải pháp triển khai . 49

IV.1.2 Một số công cụ và tiện ích hỗ trợ việc dò tìm và cải tiến mã xấu . 50

IV.1.3 Thử nghiệm minh họa các công cụ hỗ trợ refactor trong VS.Net 57

IV.1.4 Nhận xét và đánh giá 80

IV.2 ỨNG DỤNG KỸ THUẬT TÁI CẤU TRÚC MÃ NGUỒN ĐỂ DÒ TÌM VÀ

CẢI TIẾN CÁC ĐOẠN MÃ XẤU TRONG CHƯƠNG TRÌNH C# 81

IV.2.1 Thực hiện kỹ thuật tái cấu trúc mã nguồn trên chương trình thực tế . 82

IV.2.2 Phân tích và đánh giá kết quả thực hiện 94

IV.3 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN 95



CHƯƠNG V: KẾT LUẬN . 96

V.1 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ CỦA ĐỀ TÀI . 96

V.2 PHẠM VI ỨNG DỤNG 96

V.3 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 97

V.3.1 Triển khai áp dụng trên các ngôn ngữ khác 97

V.3.2 Thử nghiệm xây dựng một refactoring tool tích hợp vào VS.NET . 97



TÀI LIỆU THAM KHẢO . 98

DANH MỤC HÌNH ẢNH



Tên hình ảnh

Trang

H.3.1: Kiến trúc nền tảng .NET

46

H.3.2: Môi trường phát triển ứng dụng VS.NET

48

H.4.1: Đặc tả kịch bản giải pháp triển khai

49

H.4.2: Trình chức năng refactor tích hợp trong VS.NET

50

H.4.3: Trình chức năng refactor của Visual Assit X for VS.NET

51

H.4.4: Trình chức năng refactor của C# Refactory for VS.NET

52

H.4.5: Trình chức năng refactor của .NET Refactor for .NET

53

H.4.6: Trình chức năng refactor của CodeIT.Once for .NET

54

H.4.7: Trình chức năng refactor của JetBrances ReShape

55

H.4.8: Trình chức năng refactor của DevExpress Refactor!™ Pro

56

H.4.9: Minh họa kỹ thuật Change Signature trong JetBrains ReSharper

58

H.4.10: Kết quả minh họa kỹ thuật Change Signature

58

H.4.11: Minh họa kỹ thuật Convert Method to Property của CodeIT.Once

60

H.4.12: Minh họa kỹ thuật Convert Method to Property của ReSharper

61

H.4.13: Kết quả kỹ thuật Convert Method to Property

61

H.4.14: Minh họa kỹ thuật Decompose/Simplify Conditional

63

H.4.15: Kết quả kỹ thuật Decompose/Simplify Conditional

63

H.4.16: Minh họa kỹ thuật Encapsulate Field của Refactor trong VS.NET

65

H.4.17: Minh họa kỹ thuật Encapsulate Field của Visual Assit X for .NET

66

H.4.18: Kết quả kỹ thuật Encapsulate Field

66

H.4.19: Minh họa kỹ thuật Extract Interface của Refactor trong VS.NET

68

H.4.20: Minh họa kỹ thuật Extract Interface của CodeIT.Once

69

H.4.21: Kết quả kỹ thuật Extract Interface

69

H.4.22: Minh họa kỹ thuật Extract Method của Refactor trong VS.NET

71

H.4.23: Kết quả kỹ thuật Extract Method

71

H.4.24: Minh họa kỹ thuật Inline Variable của CodeIT.Once for .NET

73

H.4.25: Kết quả kỹ thuật Inline Variable

73

H.4.26: Minh họa kỹ thuật Promote Local Variable to Parameter của VS.NET

75

H.4.27: Minh họa kỹ thuật Promote Local Variable to Parameter của CodeIT.Once

75

H.4.28: Minh họa kỹ thuật Promote Local Variable to Parameter của ReSharper

76

H.4.29: Kết quả kỹ thuật Promote Local Variable to Parameter

76

H.4.30: Minh họa kỹ thuật Rename Variables của Refactor trong VS.NET

78

H.4.31: Minh họa kỹ thuật Rename Variables của Visual Assit X

79

H.4.32: Kết quả kỹ thuật Rename Variables

79

H.4.33: Sơ đồ lớp của chương trình khi chưa refactoring

82

H.4.34: Màn hình kết quả chạy chương trình khi chưa refactoring

84

H.4.35: Sơ đồ lớp của chương trình sau khi refactoring

91

H.4.36: Màn hình kết quả chạy chương trình sau khi refactoring

MỞ ĐẦU



Trong qui trình phát triển phần mềm hiện nay, một thực tế đang tồn tại ở các công

ty sản xuất phần mềm là các lập trình viên thường xem nhẹ việc tinh chỉnh mã nguồn và

kiểm thử. Ngoài lý do đơn giản vì đó là một công việc nhàm chán, khó được chấp nhận

đối với việc quản lý vì sự tốn kém và mất thời gian, còn một nguyên nhân khác là chúng

ta không có những phương pháp và tiện ích tốt hỗ trợ cho những việc này. Điều này dẫn

đến việc phần lớn các phần mềm không được kiểm thử đầy đủ và phát hành với các nguy

cơ lỗi tiềm ẩn.

Phương thức phát triển phần mềm linh hoạt[15] bắt đầu xuất hiện vào đầu những

năm 90 với mục tiêu là phần mềm phải có khả năng biến đổi, phát triển và tiến hóa theo

thời gian mà không cần phải làm lại từ đầu. Phương thức này được thực hiện dựa trên hai

kỹ thuật chính là tái cấu trúc mã nguồn (refactoring) và kiểm thử (developer testing). Vì

thế việc nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật tái cấu trúc mã nguồn nhằm tối ưu hóa mã

nguồn và nâng cao hiệu quả kiểm thử là một nhu cầu cần thiết trong quá trình thực hiện

và phát triển phần mềm.

Đề tài “Ứng dụng kỹ thuật tái cấu trúc mã nguồn để triển khai dò tìm và cải

tiến các đoạn mã xấu trong chương trình C#” được thực hiện với mục đích nghiên cứu

cơ sở lý thuyết kỹ thuật tái cấu trúc mã nguồn và áp dụng để triển khai việc dò tìm và cải

tiến mã xấu (lỗi cấu trúc) trong các chương trình hiện đại và phổ biến hiện nay (C#).

Toàn bộ nội dung của luận văn bao gồm các chương:

Chương 1: Kỹ thuật tái cấu trúc mã nguồn (refectoring)

Chương 2: Mã xấu (bad smells) và giải pháp cải tiến dựa trên refactoring

Chương 3: Nền tảng .NET và ngôn ngữ lập trình C#

Chương 4: Ứng dụng kỹ thuật tái cấu trúc mã nguồn để dò tìm và cải thiện mã xấu

trong các chương trình C#

Chương 5: Kết luận