TDD中的一小步 2-->1+1

小步

小步进行(Baby steps)是TDD开发中非常重要的理念。

  • 小步增加测试,确保了不会一次引入过多变更。以免一不小心扯了蛋。:D
  • 小步通过测试,确保了最快最直接的从红灯转为绿灯。避免前期过度设计,以及随之而来的无测试的实现代码。
  • 小步重构, 确保了安全平滑的改善代码结构。

在整个TDD“红灯->绿灯->重构”的循环中,小步提供了快速反馈让我们随时检验代码行为,并在出错的第一时间进行修正。另一方面也促使我们“一次只做一件事”,将一个较为复杂的问题分解开来逐步解决。

僵局

看起来很简单是吧,但是现实往往是骨感的。在学习TDD的过程中,我们经常会发现小步成为了一大难点。一开始的红灯然后hardcode绿灯还算简单。之后,要么反复的小步踏步,要么对这种小步探索丧失信心,重新回到了 长时间预先设计 -> 大改动 -> 调试 的节奏中。
对这个问题,Unclue Bob提出了一个指导意见, Transformation Priority Premise (代码变换优先次序)简称 TPP。由于整个的优先列表比较复杂,而且还有些可商榷的地方,今天在这里并不打算详细介绍。有兴趣的同学可以看看文末链接。这里只对比最近一次coding dojo的例子,分享一下这个原则对小步练习的启发。

蠢代码 聪明代码

在第一个“红灯->绿灯”循环后,有一个问题就摆在了程序员面前:既然要求最快的通过测试,那么为什么不一直hardcode来通过测试呢?
以我们所做的“罗马数字转换为整数”的Kata为例,在一开始hardcode

if(roman.equals("X")) {
return 10;
}
if(roman.equals("V")) {
return 5;
}
if(roman.equals("I")) {
return 1;
}

...
if(roman.equals("II")) {
return 2;
}

之后,为什么不写3千句if来解决这个题目呢?
其实我们心里都明白,一句永远返回一个值的代码太蠢了。它并不真正“理解”并解决问题,我们的目标是要写一段“聪明”的代码来真的解决它。难点在于,我们习惯于一开始就寻找“聪明”的方案,从问题的“本质”去解决。一旦刻意缩小步伐,先写下一句蠢代码,却发现找不到一条路把它逐步变的聪明起来。

constant -> constant+

这里就引入了TPP中的一步,constant -> constant+
当我们开始写II转换为2的逻辑时,首先增加了一个硬编码的分支来通过测试
这时,可能我们心里会觉得有一些不对,感觉并没有真正在解决这个问题。那么,如何开始让代码向”真正“的代码演进呢?
下面就是采用了constant -> constant +规则来重构后的代码

if(roman.equals("I"+"I")) {
return 1+1;
}

哇哦……
好吧,其实好像没什么大不了的嘛。从编译运行来说,"I"+"I"和1+1很可能会被编译器直接优化成为常量"II" 和2,也就是说这么改写对机器来说,根本就是一样的嘛。
但是代码是给人看的。
这个变换的最大意义,在于减少了代码中的知识。

知识

知识,在日常生活中是个很好的词。“知识就是力量”,“知识改变生活”,见多识广是美德。
然而,软件中的知识却并非如此。对于代码而言,知识意味着无法用逻辑解释的事情。比如为什么罗马人用I表示1,而不是用Y。这是代码无法回答的问题。一个知识对于代码而言就是一个依赖或者假设。怎么处理这些依赖和假设是软件设计的关键问题。


在代码世界中“你知道的太多了”可能是更合适的格言

以非常常见的两个设计原则为例:

  1. 消除重复 (DRY):这条规则往往被理解为消除重复的代码。着眼点在于避免重复劳动。比如上面例子中“II”改写为"I" + "I"后,可能很快就会有人意识到"I"可以提取替换来消除字面量的重复。然而比这个更重要的是,消除知识的重复。也就是说对于每个知识,应该有且只有一个地方对其进行表述。
  2. 单一职责:这里的职责,往往也被局限在代码功能方面。对于不怎么需要编码的事情,往往就忘记它也可能和职责相关了。比如当前时间,比如pi=3.14。事实上,职责最重要的一点就是知识的所有权。对于每项知识,应该有一个所有者对它“说了算”,系统的其它部分都听它的,这样才能保证所有相关于这个知识的改变都局部化在这个单元之中。

我们再回头以知识的视角来看2->1+1的这一次变换。前面的I->1,V->5,X->10……是罗马数字本身所固有的知识。软件中必须要写下处理这些知识的代码,当然,可以写的比一堆if优雅很多,不过这是另一个话题了。
然而 II->2 却不同。它是 I->1以及数字组合逻辑的派生结果。简单的增加一句if是向系统中增加了一个知识,而这个知识本身是可以消除掉的。
通过把本来看似一整块的常量写成常量的组合,让本来隐含的知识重复变成了明显的代码重复。为后续的提取常量/变量等后续重构开辟了道路。

参考资料

TPP: https://blog.8thlight.com/uncle-bob/2013/05/27/TheTransformationPriorityPremise.html
漫画版: http://blog.8thlight.com/uncle-bob/2013/05/27/TransformationPriorityAndSorting.html

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