Что значит написать код
Как писать чистый и красивый код
Каким должен быть качественный код? Роберт Мартин выразил это невероятно точно, когда сказал: «Единственная адекватная мера качества кода — это количество восклицаний «какого чёрта!» в минуту».
Позвольте мне пояснить эту идею.
Каждый раз, когда я читаю чужой код, вот какие мысли приходят мне в голову:
Путь к мастерству кодирования идёт через две важные вехи. Это — знания и труд. Знания дают шаблоны, принципы, практические приёмы, эвристические правила, которые нужны для профессионального роста. Но эти знания нужно закреплять. Тут в дело вступает механическая и зрительная память, знания должны прочно обосноваться у вас внутри через постоянную практику и упорный труд.
Короче говоря, обучение написанию чистого кода — это тяжёлая работа. Вы должны вложить в неё немало сил. Вам нужна практика. Причём, на этом пути будут моменты, когда дело стопорится, когда ничего не получается, но это вас останавливать не должно — шаг за шагом вы будете приближаться к совершенству, повторять всё снова и снова до тех пор пока всё не окажется таким, каким должно быть. Обходных путей здесь нет.
Вот несколько идей, руководствуясь которыми вы сможете продвинуться на пути освоения искусства написания чистого и красивого кода.
Имена
Кендрик Ламар как-то сказал: «Если я соберусь рассказать настоящую историю, я начну её с моего имени».
В мире программ мы встречаем имена буквально повсюду. Мы даём имена функциям, классам, аргументам, пакетам, да чему угодно. Имена придумывают для файлов с программным кодом, для папок, и для всего, что в них находится. Мы постоянно изобретаем имена, и поэтому имена часто становятся тем, что загрязняет код.
Имя, которое вы даёте сущности, должно раскрывать её предназначение, намерение, с которым вы её используете. Выбор хороших имён требует времени, но позволяет сэкономить гораздо больше времени, когда страсти накаляются. Поэтому уделяйте внимание именам, а если вам удаётся найти имя, которое лучше справляется с возложенной на него задачей — замените им то, что вы уже используете. Любой, кто читает ваш код, будет вам благодарен за ваше внимательное отношение к именам.
Всегда помните, что имя любой переменной, функции или класса, должно отвечать на три главных вопроса о некоей сущности: почему она существует, какие функции она выполняет, и как она используется.
Для того чтобы придумывать хорошие имена, нужно не только умение подыскивать подходящие слова. Тут требуется знакомство с общим для программистов всей Земли культурным контекстом, для которого не существует границ. Этому нельзя научить — каждый осваивает всё это самостоятельно, например — читая качественный код других людей.
Одна функция — одна задача
Луис Салливан однажды сказал замечательную вещь: «Форма следует функции».
Каждая система построена на основе языка, предназначенного для конкретной предметной области, который спроектирован программистами для точного описания этой области. Функции — глаголы этого языка, а классы — это имена существительные. Функции обычно являются первой линией организации любого языка программирования, и их качественное написание — это суть создания хорошего кода.
Есть всего два правила написания чистых функций:
Смешивание уровней абстракции в функции всегда сильно сбивает с толку и ведёт, со временем, к появлению кода, которым невозможно нормально управлять. Опытные программисты видят в функциях нечто вроде историй, которые они рассказывают, нежели код, который они пишут.
Они используют механизмы выбранного ими языка программирования для создания чистых, выразительных, обладающих широкими возможностями блоков кода, которые, и правда, могут быть отличными рассказчиками историй.
Код и комментарии
Вот интересное наблюдение, которое сделала Винус Уильямс: «Все делают собственные комментарии. Так рождаются слухи».
Комментарии, в лучшем случае — это необходимое зло. Почему? Они не всегда — зло, но в большинстве случаев это так. Чем старше комментарии — тем сложнее становится поддерживать их в актуальном состоянии. Многие программисты запятнали свою репутацию тем, что их комментарии, в ходе развития проектов, перестали согласовываться с кодом.
Код меняется и развивается. Блоки кода перемещаются. А комментарии остаются неизменными. Это — уже проблема.
Всегда помните о том, что чистый и выразительный код с минимумом комментариев гораздо лучше запутанного и сложного текста программы, в котором имеется множество пояснений. Не тратьте время на то, чтобы объяснить созданный вами беспорядок, лучше уделите время наведению порядка в коде.
Важность форматирования
Роберт Мартин однажды очень точно подметил: «Форматирование кода направлено на передачу информации, а передача информации является первоочередной задачей профессионального разработчика».
Полагаю, нельзя недооценивать эту идею. Внимание к форматированию кода — это одна из важнейших характеристик по-настоящему хорошего программирования.
Отформатированный код — это окно в ваш разум. Мы хотим впечатлять других людей нашей аккуратностью, вниманием к деталям и ясностью мысли. Но если тот, кто читает код, видит беспорядочные нагромождения конструкций, мешанину, у которой нет ни начала, ни конца, это немедленно бросает тень на репутацию автора кода. В этом нет никаких сомнений.
Если вы думаете, что самое главное для профессионального разработчика — это «сделать так, чтобы программа заработала», это значит, что вы очень далеки от истины. Функционал, созданный сегодня, вполне может измениться в следующем релизе программы, но читаемость кода — это то, что оказывает воздействие на всё то, что с ним происходит, с самого начала его существования.
Стиль программирования и удобочитаемость кода продолжают влиять на сопровождаемость программы и после того, как её первоначальный облик был преобразован до неузнаваемости.
Учитывайте то, что вы запомнитесь тем, кто читает тексты ваших программ, по вашему стилю и аккуратности, и очень редко — по функционалу, реализованного в коде. Поэтому уделяйте внимание форматированию, например, придерживаясь правил, которые приняты в вашей организации.
Сначала — try-catch-finally, потом — всё остальное
Жорж Кангилем сделал верное наблюдение, когда сказал: «Человеку свойственно ошибаться, упорствовать в ошибке — дело дьявола».
Обработкой ошибок занимаются все программисты. Откуда берутся ошибки? В систему могут поступить аномальные входные данные, устройства могут давать сбои… От разработчиков ждут, чтобы они обеспечивали правильную работу созданных ими программ. Однако проблема заключается не в самой обработке ошибок. Проблема заключается в том, чтобы обрабатывать ошибки, не нарушая при этом читаемость и чистоту основного кода.
Многие программы сверх меры перегружены конструкциями обработки ошибок. В результате полезный код оказывается беспорядочно разбросанным по этим конструкциям. Подобное ведёт к тому, что то, что составляет цель программы, практически невозможно понять. Это — совершенно неправильно. Код должен быть чистым и надёжным, а ошибки надо обрабатывать изящно и со вкусом. Подобный подход к обработке ошибок — признак программиста, отлично знающего своё дело.
Один из способов качественной обработки ошибок заключается в правильном использовании блоков try-catch-finally. В них включают потенциально сбойные места, и с их помощью организуют перехват и обработку ошибок. Эти блоки можно представить себе как выделение изолированных областей видимости в коде. Когда код выполняется в блоке try, это указывает тому, кто читает код, на то, что выполнение в любой момент может прерваться, а затем продолжиться в блоке catch.
Поэтому рекомендуется выделять блоки try-catch-finally в самом начале работы над программой. Это, в частности, поможет вам определить, чего от кода может ждать тот, кто будет его читать, при этом неважно, выполнится ли код без ошибки, или во фрагменте, заключённом в блок try, произойдёт сбой.
Кроме того, всегда стремитесь к тому, чтобы каждое выданное вашей программой исключение обязательно содержало бы достаточно контекстной информации для определения источника ошибки и того места в коде, где она произошла. Конструктивные и информативные сообщения об ошибках — это то, что помнят о программисте даже после того, как он перешёл на новое место работы.
Итоги
Как выразить, буквально в двух словах, всё то, о чём мы говорили? Ответ на это вопрос — термин «чувство кода». Это, в мире программирования, эквивалент здравого смысла.
Вот что говорит об этом Роберт Мартин: «Чтобы написать чистый код, необходимо сознательно применять множество приёмов, руководствуясь приобретённым усердным трудом чувством «чистоты». Ключевую роль здесь играет чувство кода. Одни с этим чувством рождаются. Другие работают, чтобы развить его. Это чувство не только позволяет отличить хороший код от плохого, но и демонстрирует стратегию применения наших навыков для преобразования плохого кода в чистый код». По мне — так это золотые слова.
Чувство кода помогает программисту выбрать лучший из имеющихся у него инструментов, использование которого поможет ему в его стремлении создавать чистый и красивый код, приносящий пользу другим людям.
Программист, пишущий чистый код — это художник. Он способен превратить пустой экран в элегантное произведение искусства, которое будут помнить долгие годы.
В завершение нашего разговора о чистом коде вспомним слова Гарольда Абельсона: «Программы должны писаться, в первую очередь, для того, чтобы их читали люди, и лишь во вторую — для выполнения машиной».
Уважаемые читатели! Какие приёмы вы используете для повышения качества собственного кода?
Принципы написания кода
Стандарты кодирования
Типичные проблемы многих таких стайл-гайдов:
1. Плохо обоснована их целесообразность
2. Они декларируют конкретные правила, вместо принципов.
3. Эти правила плохо обоснованы и нередко построены на противоречащих принципах.
В упомянутой статье всё обоснование необходимости стандартизации заключается в:
Хорошее руководство по оформлению кода позволит добиться следующего:
1. Установление стандарта качества кода для всех исходников;
2. Обеспечение согласованности между исходниками;
3. Следование стандартам всеми разработчиками;
4. Увеличение продуктивности.
1. [тут располагается картинка про ещё один стандарт] «Стандарт нужен для того, чтобы был стандарт» — не обосновывает его наличие.
2. В любом более-менее крупном проекте всегда будет куча кода, не соответствующая текущим веяниям моды оформления: изменения стайл-гайда со временем, легаси код, код сторонних библиотек, автогенерированный код. Это неизбежно и не так уж и плохо, как на первый взгляд может показаться.
3. То же что и первый пункт.
4. Уже теплее, но опять же, не обосновывается почему продуктивность от этого должна вырасти, и главное — на сколько.
По своему опыту могу сказать, что самое худшее решение — привыкнуть писать и читать код в каком-то одном стиле, от чего любой код написанный «не по правилам» будет вызывать раздражение, тревогу, гнев и желание навязывать окружающим свои привычки. Куда полезнее научиться воспринимать исходники, игнорируя оформление. И для этого наличие разнооформленного кода даже полезно. Я не говорю, что надо расслабиться и писать всё в одну строку, но, чтобы так не делать, есть куда более практичные причины, чем «стандарт нужен, чтобы всё было стандартно».
Как написать грамотный стандарт:
1. Определился с целями
2. Сформулировать принципы и провалидировать их на соответствие целям
3. Сформулировать минимум правил, для реализации этих принципов
Итак, попробуем
Цель: снизить стоимость поддержки путём наложения на себя и команду ограничений.
В чём заключается поддержка:
1. написание нового кода
2. изменение существующего, в том числе и автоматическая
3. поиск нужного участка кода
4. анализ логики работы кода
5. поиск источника неверного поведения
6. сравнение разных версий одного кода
7. перенос кода между ветками
Какие принципы помогут достичь поставленной цели:
1. Строки файла должны быть максимально независимы.
Причина проста: если при изменении одной строки требуется изменение других, то это повышает риск конфликтов при слиянии веток. Каждый конфликт — это дополнительное иногда значительное время на его разрешение.
Несмотря на то, что эта простая идея проскакивает в одном из правил упомянутой в начале статьи, в другом же правиле мы видим явно противоречащую рекомендацию:
Вертикальное выравнивание — это может быть и красиво, но совершенно не практично по следующим причинам:
1. Добавление строки с более длинным именем (например, icon—person-premium) приведёт к изменению всех строк в группе.
2. Автоматическое переименовывание в большинстве случаев собьёт выравнивание (например, при изменении icon—person на icon—user в большинстве инструметов).
3. Иногда пробелы становятся неоправданно длинными, от чего воспринимать код становится сложнее.
Также тут можно заметить лишний семиколон (semicolon, точку с запятой). Единственная причина его появления в этом месте — слепое следование правилам стайл-гайда, не понимая его принципов.
В многострочных правилах, это действительно необходимо, чтобы добавляемые в конец строки не приводили к изменению уже существующих. Например:
Если вы пишете на javascript и можете позволить себе отказаться от ie8, то можете использовать хвостовую пунктуацию и в литералах:
Другой аспект этого принципа заключается в том, чтобы располагать на отдельных строках те сущности, которые меняются как правило независимо. Именно поэтому отдельные css-свойства не стоит располагать в одну строку. Более того, не стоит увлекаться и комплексными свойствами.
Ещё один яркий пример нарушения этого принципа — цепочки вызовов методов:
Тут мы постарались разместить каждое звено на отдельной строке, что позволяет добавлять/удалять/изменять звенья не трогая соседние строки, но между ними всё равно остаётся сильная связь из-за которой мы не можем, например, написать так:
Чтобы добавить такую логику придётся разбить цепочку на две и исправить их начала:
А вот при такой записи мы имеем полную свободу действий:
2. Не сваливать все яйца (код) в одну корзину (файл/директорию).
Если вам кажется, что в коде не хватает так называемых «секций», то скорее всего вы подобрались к верхнему порогу восприятия, когда, уже сложно находить нужные его участки. В этом случае естественным желанием является создание оглавления. Но оглавление в виде комментариев в начале файла не сравнится с оглавлением в виде списка файлов в директории. Располагая код в иерархии файловой системы вы довольно неплохо можете упорядочивать всё прибывающее число сущностей. Примерно то же самое вы скорее всего делаете и в рантайме, располагая код в иерархии неймспейсов, так что нет никакой причины иметь для одной сущности разные пространства имён: в рантайме и в файловой системе. Проще говоря, имена и иерархия директорий должна соответствовать именам и иерархии пространств имён.
Часто можно встретить размещение файлов в нескольких больших корзинах: «все картинки», «все скрипты», «все стили». И по мере роста проекта, в каждой из них появляется иерархия, частично одинаковая, но и с неизбежными отличиями. Задумайтесь: а так ли важен тип файла? Пространства имён куда важнее. Так зачем нужны эти типизированные корзины? Не лучше ли все файлы одного модуля хранить рядом, в одной директории, какими бы ни были их типы? Тем более, что типы могут меняться. Сравните:
Во втором случае, разрабатывая очередную формочку, вам не придётся метаться между директориями, раскладывая файлы в разные места. В случае удаления компоненты, вы не забудете удалить и картинки. Да и переносить компоненты между проектами становится гораздо проще.
3. Язык программирования — принципиально не естественный язык.
В отличие от письменной речи, которая читается строго последовательно, программный код на современных языках программирования представляет из себя двухмерную структуру. В них зачастую нет, например, необходимости ставить точки (семиколоны) в конце предложений:
JS частично понимает двухмерность кода, поэтому в нём семиколоны в конце строк являются тавтологиями:
А вот CSS не понимает, поэтому в нём, без них не обойтись:
Для улучшения восприятия токенов языка, пробелы могут быть расставлены совсем не по правилам письменной речи:
Для более удобной работы с автодополнением, слова могут изменять свой порядок, выстраиваясь от более важных и конкретных к менее важным и общим:
А правило именования коллекций с постфиксом «s» (что в большинстве случаев даёт множественную форму слова) в целях единообразия даёт безграмотные с точки зрения английского языка слова:
Но это меньшее зло по сравнению с требованием от каждого программиста хорошего знания всех английских словоформ.
5. Полные и одинаковые имена одной сущности в разных местах
Поиск по имени — довольно частая операция при работе с незнакомым кодом, поэтому важно писать код так, чтобы по имени можно было легко найти место, где оно определяется. Например, вы открыли страничку и обнаружили там класс «b-user__compact». Вам нужно узнать как он там появился. Поиск по строке «b-user__compact» ничего не выдаёт, потому, что имя этого класса нигде целиком не встречается — оно склеивается из кусочков. А всё потому, что кто-то решил уменьшить копипасту ценой усложения дебага:
Не делайте так. Если склеиваете имя из кусочков, то убедитесь, что эти кусочки содержат полный неймспейс того модуля, где он вводится в употребление:
По полученному классу «my-user__my-block-compact» сразу видно, что он склеен из двух кусков: один определён в модуле «my/block», а другой в «my/user» и оба легко находятся по соответствующим подстрокам. Аналогичная логика возможна и при использовании css-препроцессоров, где мы встречаемся с теми же проблемами:
Если же не используете css-препроцессоры, то тем более:
Как правильно писать код?
На протяжении свой карьеры программиста, я неоднократно сталкивался с тем, что программисты не умеют писать код. Причем это может касаться как начинающих так уже и очень опытных людей. Честно говоря, по моему мнению существуют единицы, которые действительно умеют это делать. Я не претендую на полноту освещение проблемы и на то что мое мнение правильное, а рассмотрю ее со своей точки зрения.
На мой взгляд не существует и не может существовать единого стандарта и каждый человек волен выбирать и адаптировать свои собственные подходы к программированию. Но есть некоторый набор практик, который помогает в подавляющем большинстве случаев.
Прежде всего хочется обратится к первоистокам проблемы. Что вообще не так и зачем надо что-то менять. Я думаю, что мечтой каждого программиста, является писать код максимально быстро и максимально красиво, причем чтоб все четко работало с первого раза. Это позволит чаще читать фишки и пить кофе с тестировщицами, для особо ярых даст больше времени для для развития себя как специалиста.
Одно из основных отличий профессионального программиста от новичка является система приоритетов. Как правило сделать код работающим очень не сложно, сделать его понятным намного сложнее (желательно конечно чтоб при этом он остался работающим). Поэтому профессионал зачастую больше времени проводит за рефакторингом чем за дебагом, что само по себе уже хорошо, однако хотелось бы и момент рефакторинга сократить до минимума.
Итак основные идеи, которые могут помочь писать код лучше
Имей идею
В любой вашей реализации должна быть идея, это как линия которая проходит через всю функциональность и связывает ее воедино. До того как сесть что-то писать, вы должны более менее представлять как это все будет работать, какие есть блоки, как они друг с другом взаимодействуют. Не садитесь писать просто так, придумайте концепцию, так и интереснее и зачастую результирующий код станет понятнее. Естественно уже придумав что-то стоит максимально оставаться в рамках этой концепции, не стоит менять все при первых проблемах, проблемы будут всегда. Также не стоит лениться и со словами, “да ладно и так затащит” втыкать какуюто затычку. Это к добру не приведет.
Идеала нет
А хочется конечно, чтоб он был, но его в 99.(9)% нет. Не стоит пытаться сделать код идеальным, получится еще хуже потратится намного больше времени. Это просто борьба с ветряными мельницами, все же нам платят за то что наше приложение работает а на за то, как оно шикарно написано. Часто поиски идеала приводят к постоянным сменам концепций, бесконечным переписыванием одного и того же, в конечном итоге надоедает, человек все бросает, затыкает все затычкам и “да ладно и так затащит”. Должно быть хорошо и удобно, идеал это не удел инженеров это удел поэтов, а программисты все таки инженеры.
Сохраняй фокус
Одной из основных проблем особенно у новичков является копание в деталях. Надо фокусироваться на 1 задаче в единицу времени. Что я хочу сказать, вы пишете какую-то функцию, натыкаетесь на какой-то не простой момент с которым надо разобраться. В большинстве случаев вы знаете, что эта проблема решается 100%, но не знаете как. Если переключиться на ее решение, вы собьетесь с фокуса текущей проблемы, потом для того, чтоб вернуться придется потратить время, переключение контекста никогда не было бесплатной операцией. Эта идея так же распространяется на детали реализации. Предположим вам надо написать функцию которая читает какие-то данные из базы и записывает их в файл. Вот то и есть вашим контекстом. Решите эту проблему потом решайте остальные (тоесть чтение из базы и запись в файл). Изначально мы пишем следующее:
и генерируем 2 заглушки для Read и Write, благо вижуал студия имеет магическую комбинацию клавиш alt+shift+f10, которую я прожимаю чаще всего (перебиндить ее на f1, просто f1 вместо поиска, мешает только то что это надо делать у всех). Что нам дает такой подход. Во-первых, мы пишем быстрее ибо остаемся в контексте. Во вторых мы пишем лучше ибо в один момент решаем одну задачу, да, ошибок будет меньше. В третьих мы получаем лучше код, он изначально формируется правильно. Функции называются правильно и по контексту, они получаются маленькие и простые. На мой взгляд это самая важная практика из всех перечисленных здесь.
Чувствуй запах
Как писал Фаулер в своем бессмертном произведении, у кода есть запах. Не буду сильно повторяться, скажу кратко. Если вы ощущаете, что с кодом что-то не так, подумайте как его улучшить. Такое чувство возникает как правило с опытом, однако если вы все время будете анализировать то, что пишете, после написания, оно у вас будет развиваться намного быстрее. Однако помните, идеала нет!
Лучше безобразно но единообразно
Выработайте свою систему именования переменных, функций и тп. старайтесь ее максимально придерживаться. Я вот например возвращаемое значение функции всегда называю result, может это не правильно и не отражает смысл, отсылка во времена делфи, но я так делаю и мне это нравится, мне так удобно. Также я всегда использую var никогда не использую явное типизирование (ну только когда выхода нет). Я так же стремлюсь всегда давать очень короткие имена переменным i,d,v,k для меня не проблема, ибо функции маленькие все понятно из контекста. Зачем писать currentNode если можно написать просто n и при это все равно все ясно? Более того, длинные имена переменных часто только усложняю изложение. Про стандарты кодирования я тут молчу это другая тема, их просто надо придерживаться.
Что? Где? Когда?
Задавайте себе больше вопросов по тому коду который вы пишете. Обрабатываются ли исключения? Правильно ли сделано управление ресурсами? Очищаются ли у вас кеши в нужный момент? Все ли хорошо с потокобезопасностью? Правильно ли вы используете библиотеки? В том ли месте находится функция которую вы пишете? Существует очень много вопросов которые стоит рассмотреть даже после того как код уже работает. Надо задаваться этими вопросами постоянно, тогда это войдет в привычку и все это будет делаться уже автоматом.
Будьте проще и люди к вам потянутся
Шаблоны проектирования, иерархии классов, элементы функционального программирования это все замечательные вещи. Однако стоит по возможности стараться все делать как можно проще. Чем проще код, тем он понятнее и тем легче его сопровождать. Глубокие иерархии классов очень сложно поддерживать и понимать. Зачастую наследования вообще стоит избегать, старайтесь заменять его реализацией интерфейсов. Шаблоны проектирования тоже дают великолепные решения, но подумайте, может стоит все сделать просто? Возможно оно так будет понятнее? Зачастую так оно и есть.
И на последок еще несколько замечаний
— Если вы дебажите свой код, который только что написали, что-то пошло не так.
— Стоит реже компилировать свой код, вообще стоит больше писать меньше собирать. Если вы конечно активно используете юнит тесты, то этот пункт в принципе отпадает, там и правда лучше чаще собирать и запускать тесты. Однако все равно не стоит это делать слишком уж часто.
— Изучите все возможности которые дает среда разработки, выучите горячие клавиши и используйте их, это очень сильно экономит время. Однако не советую сильно настраивать под себя среду, будет очень сложно если придется помогать коллеге за его компьютером.
Я здесь умышленно не привожу примеры кода, сейчас я пишу на C# (как пытливый читатель уже наверно догадался), но дело в том, что не существует принципиальных отличий в написании кода на PHP, C++, Delphi, C# и тп. даже на сильно отличающихся языках (например функциональных).
Хочу отметить, что простое прочтение каких-то правил и советов ничего не дает, надо отрабатывать. И вот это последняя мысль которую я хочу выразить. Не пишете просто код, всегда отрабатывайте и улучшайте свои навыки. “Сейчас просто напишу, а дома на кошках потренируюсь” ничего вам не даст совершенно. Можно было бы еще продолжить и расширить мой список, но я считаю изложенные моменты основными.