如何使用 AI 工具和版本控制改善和重构您的代碼庫

代碼庫随时间推移可能会变得杂乱无章且难以管理。这种情况可能是由于快速修复、过时的功能，或者只是没有足够的时间来整理造成的。

当代码变得难以阅读或修改时，它会减慢进度，甚至可能引起错误。为了保持代码库的健康和易于使用，你需要好好照顾它。

改进和整理旧代码可能看起来像是一项艰巨的任务，但有一些工具和方法可以使这个过程变得容易。本指南将逐步展示如何刷新你的代码库，这将使它更易于使用，且不太可能引起问题。

如何有效地審閱你的程式碼

程式碼審閱對於及早捕捉問題、提高可讀性以及確保長期的維護性是必要的。審閱你自己的程式碼或別人的程式碼不僅只是尋找錯誤——你還想確定每個部分都是清晰的、有效的，並遵循良好的實踐。

這裡有一個步驟慎重的方法，助你有效地審閱程式碼，並提供實際的策略、工具及在過程中应注意的事項。

有效的程式碼審閱策略

分步進行審核流程：

尤其是大型項目，一次過審核代碼可能會令人感到壓倒性。一次集中在小部分的代碼庫，例如個別的函數或模塊。這種方法有助於仔細檢查每個部分，避免在快速 scanning 時忽略問題。
審核清晰與簡潔： 好的代碼應該容易閱讀和理解。閱讀代碼時：
- 變量與函數名稱： 變量名稱是否足夠描述，以便傳達它們的用途？過長或不清楚的名稱使代碼更難跟進。
- 函數長度： 保持函數短小並集中於一個任務。長函數更難進行除錯和維護。
- 註解與文档： 註解應該解釋為什麼 要做某事，而不是正在發生什麼，這應該從代碼本身Clear。例如，避免對簡單行進行過度註釋，並集中於複雜邏輯或商業規則。
檢查代碼的可重用性和模塊化：尋找重複的代碼或執行多個任務的函數。通過模塊化代碼，你讓它更易於測試、更新和重用。在審核中，尋找：
- 重複代碼：重複的代碼通常可以重构為函數。
- 單一責任：每個函數應該處理一個任務，使其更易於維護和更新。
檢查錯誤處理和邊界情況： 穩健的程式碼應該優雅地處理意外輸入或錯誤。在審查中，考慮可能會使程式碼失效的邊界情況：
- 空或未定義的值： 程式碼是否在需要的地方檢查未定義的值？
- 超出範圍的錯誤： 確保陣列索引和計算在邊界情況下不會產生錯誤。
- 錯誤訊息： 確保錯誤處理具有意義，並在適用的情況下提供清晰的錯誤訊息。
尋找性能問題：性能不一定总是關鍵，但檢查潛在的瓶頸是有好处的。尋找：
- 迴圈優化：避免深層次的迴圈或迴圈內的重複工作。
- 數據庫查詢：最小化不必要的数据库调用。
- 主線程中的沉重計算：如果可能，將任何沉重 processing 移至主线程外部。
確保與程式設計標準一致：一致的程式風格可以提高團隊內部的可讀性。許多團隊使用代码审查器或風格指南來實施這些標準。尋找：
- 程式格式：一致的缩進、空白和使用括號。
- 命名規則：一致地遵循商定的命名規則（camelCase、snake_case 等）。

用於幫助進行代码审查的工具

有許多工具可以幫助簡化您的代碼審核，無論您是在檢查自己的代碼還是與他人协作：

1. 代人检阅工具（如 ESLint 和 Pylint）

代人检阅工具用於檢查語法錯誤、代码异味和風格指南違反情況。它們特別有用於捕捉小花招，例如不一致的格式化或未使用的變量。我們在未來的章節中將詳細討論 ESLint。

# 示例：在 JavaScript 项目中运行 ESLint
npx eslint src/

2. 靜態分析工具（如 SonarQube）

這些工具對代碼進行分析，以尋找更深層次的问题，如安全漏洞、代碼重複和可能需要重构的複雜函數。

# 配置 SonarQube 以扫瞄项目
sonar.projectKey=my_project
sonar.sources=src
sonar.host.url=http://localhost:9000
sonar.login=my_token

3. 自動化測試工具

運行測試可以確定代碼更改不會引入新的錯誤。使用像 Jest（用於 JavaScript）、PyTest（用於 Python）或 JUnit（用於 Java）這樣的測試框架，以確認您的代碼按预期行為工作。

代码评审中的重构示例

假設您遇到一個肩负多個責任他很长的函數。目標是將其拆分成更小、更集中的函數。以下是您可以如何做到這一點：

// 原句：一個單獨的函數處理所有事情
function processOrder(order) {
    // 計算總價格
    let total = 0;
    order.items.forEach(item => {
        total += item.price * item.quantity;
    });

    // 應用折扣
    if (order.discountCode) {
        total = total * 0.9; // 10% 折扣
    }

    // 發送訂單確認電子郵件
    sendEmail(order.customerEmail, 'Order Confirmation', 'Your order total is ' + total);
}

// 改善：將過程分解為更小的函數以提高可讀性和重用性
function calculateTotal(order) {
    return order.items.reduce((sum, item) => sum + item.price * item.quantity, 0);
}

function applyDiscount(total, discountCode) {
    return discountCode ? total * 0.9 : total;
}

function sendConfirmationEmail(email, total) {
    sendEmail(email, 'Order Confirmation', 'Your order total is ' + total);
}

function processOrder(order) {
    let total = calculateTotal(order);
    total = applyDiscount(total, order.discountCode);
    sendConfirmationEmail(order.customerEmail, total);
}

將過程分解為更小的函數可使代碼更清潔、更可讀，也更易於測試。每個函數現在都只有一個單一責任，這有助於減少錯誤並使未來的更新更簡單。

如何識別技術債務和程式碼中的問題區域

技術債務指的是在代碼庫中积累的問題，這些問題通常出於在緊迫的截止日期或加快發版時所采取的開發快捷方式。雖然這些快捷方式可能會 initially 促進更快的進步，但它們會在未來導致複雜問題。

技術債務需要積極管理。如果你不去核實它，它可能會減少生產力，創造BUG，並延缓開發。

將技術債務想像成財務債務：承擔債務在短期的幫助，但不去解決或還清它將會帶來更大的挑戰。

技術債務的常見原因包括：

赶工開發週期：當團隊將快速交貨放在優先位置而非彻底設計和測試時，他們可能會產生不完整或仓促成型的代碼。
未來變化的規劃不足：有時候，程式碼的撰寫未考慮到大规模化，導致專案成長時出現問題。
文档或測試不充足：沒有適當的文档和測試覆蓋，程式庫隨時間變得難以理解和驗證。
過時框架和依賴：當框架或庫未更新時，它們可能會與較新元件或安全標準不兼容，引入風險並妨碍未來更新。

技術債務的類型

1. 程式碼重複：

在项目中不同地方copy-and-paste的代碼可能會導致不一致性，因為在一個區塊修復問題或更新功能不會自然地應用到其他地方。將重複代碼重构為可重用的函數或元件是減少這種債務的有效方法。

示例：在一個網絡應用程序中，您可能會發現用戶認證的類似代碼散布在不同的模塊中。 Instead,將此邏輯集中到一個單一的認證模塊中可以確保一致的更新。

2. 過時依賴和框架：

使用舊的庫或框架可能會延缓開發速度並引入安全性漏洞。隨著時間的推移，依賴可能會失去支持或不兼容新功能，使其維護成本變高。

解決方案：定期更新庫和框架，並監控弃用或脆弱性。這可以通過使用依賴管理器來簡化，它們幫助檢查更新和安全补丁。

3. 带有多个责任的大型复杂函数：

处理多个任务的庞大而复杂的函数难以理解、测试和修改，被称为“上帝函数”，这些使调试变得复杂并增加引入新错误的风险。

解决办法：遵循单一职责原则（SRP）。这意味着每个函数或方法应完成一个任务。将大函数分解成更小、专注的单元可以使代码更易读、更易测试。

例子：不要讓一個processUserRequest函式同時處理认证、記錄和數據庫查詢，將其拆分成三個函式：authenticateUser、logRequest和queryDatabase。

4. 錯誤處理不夠：

缺乏適當錯誤處理的程式碼可能會導致BUG和預料之外的行為，特別是對於更大的系統。沒有清晰的錯誤信息，診斷和解決問題可能會很困難。

解決方案：包函全面的錯誤處理，並確保顯示有意義的錯誤信息。以一種幫助開發者追蹤和診斷問題的方式記錄錯誤。

5. 硬編碼值：

直接在程式碼中硬編碼值會使調整設定變得更困難，而不必修改源代碼。例如，在代碼庫中使用固定的URL或憑据可能會創造安全风险和維護困擾。

解決方案：使用配置文件或環境變量來存儲可能會變化的值。這有助於提高安全性，並允許輕鬆更新。

6. 文档和測試不足：

當時間紧迫時，文档和測試常被忽視。但沒有適當的文档和測試覆蓋，代碼變得難以理解和驗證，從而 slowing down 開發並增加BUG風險。

解決方案：實作測試導向開發（TDD）或在開發週期內留時間來創建文档和撰寫測試。對於关键路径和功能至少要有基本的測試覆蓋。

如何識別和管理技術債務

辨識技術債務對於你想解決和改善它是非常重要的。以下是一些你可以遵循的策略：

代碼審阅：定期的同級評核有助於發現潛在債務區域。在評核中，團隊成員可以標記複雜的代碼、缺乏測試或不清晰的邏輯，幫助及早解決這些問題。
自動靜態代碼分析：如SonarQube、Code Climate和ESLint（用於JavaScript）之類的 Tool，分析代碼庫以尋找代碼异味、脆弱性與複雜度。對於找出如重複代碼、長函數和過時依賴等问题非常有效。
定期的重构會議：為重构留時間的會議讓團隊能夠改善既有代碼質量。在這些會議中， focus在簡化代碼、將大函數拆分成小函數和移除重複代碼。
技術債務待辦清單：在待辦清單中跟蹤技術債務項目，與功能開發並行排序。這個待办清單有助於在功能工作與債務減少之間保持平衡，並讓每個人都意識到存在的債務。

如何處理代碼中的技術債務

以下是一個實際示例，展示重构如何幫助解決技術債務，特別是通過移除代碼重複。

示例：移除重複代碼

假設我們有两个用於傳送不同類型的電子郵件的函數，但使用重複的代碼：

# 重複代碼示例
def send_welcome_email(user):
    send_email(user.email, "Welcome!", "Thanks for joining!")

def send_password_reset_email(user):
    send_email(user.email, "Password Reset", "Click here to reset your password.")

每個函數都有類似的結構，因此重构可以讓代碼更清潔並減少重複。

# 已重构代碼
def send_email_to_user(user, subject, message):
    send_email(user.email, subject, message)

# 使用重构後的函數
send_email_to_user(new_user, "Welcome!", "Thanks for joining!")
send_email_to_user(existing_user, "Password Reset", "Click here to reset your password.")

這個示例展示了如何通過合一來減少重複並使代碼更具弹性。

如何避免技術債務

積極管理技術債務有助於減少債務。以下是避免積累更多債務的方法：

制定程式碼標準：在團隊內建立並實施程式碼標準。一致的實踐減少複雜性，提高可讀性，並使早早就察識問題變得更容易。
定期重构：而不是等待債務積累，而是在例行工作中進行小型改進。 “留下比找到時更好的”方法確保隨著時間推移代码質量保持高水平。
鼓勵彻底測試：強烈的測試覆蓋率早早就察識潛在問題，減少具有隱藏問題的代码的機率。 JavaScript的Jest或Python的PyTest等測試工具使向每個函數和模塊添加測試變得很容易。
擴展性計劃：設計代碼時要想未來的需要。避免可能會限制擴展性和性能的快捷方式，隨著應用程序的增長。
限制變通方法和臨時修復：如果需要臨時修復，請記錄它們並盡快地優先移除。追踪這些“快速修復”確保它們不會成為長期問題。

如何使用程式分析工具量度代碼質量

程式質量工具可以幫助你找到可能不明顯的問題。它們可以指出未使用變量、难以閱讀的程式或安全問題等。流行的工具包括ESLint用於JavaScript、Pylint用於Python，以及SonarQube用於不同的程式設計語言。

以下是使用ESLint設定簡單代碼檢查的步驟：

安裝ESLint：
```
 npm install eslint --save-dev
```
初始化 ESLint:
```
 npx eslint --init
```
此命令將提示您回答幾個配置問題。您可以選擇您偏好的風格指南並選擇幾個關於您的環境和文件格式的選項。

带有問題的示例代碼

以下是一個 JavaScript 文件示例（example.js），並包含一些常見問題：

 // example.js

 var x = 10;   // 未使用的變量
 let y = 5;
 const z = 'Hello World'

 function calculateSum(a, b) {
     return a + b
 }

 calculateSum(3, 4);

 // 缺少分號和不一致的缩進
 if(y > 3){
     console.log("Y is greater than 3")
 }

執行 ESLint:
```
 npx eslint example.js
```
在執行此命令後，ESLint 將分析 example.js 并根据已配置的規則報告任何問題。

ESLint 輸出

ESLint 提供 detailed feedback about the issues it detects:

 /path/to/example.js
   1:5  warning  'x' is assigned a value but never used          no-unused-vars
   3:12  error    Missing semicolon                               semi
   6:25  error    Missing semicolon                               semi
   10:1  error    Expected indentation of 4 spaces but found 3    indent
   11:26 error    Missing semicolon                               semi

 ✖ 5 problems (4 errors, 1 warning)

Here’s a breakdown of each issue detected by ESLint:

未使用的變量: ESLint 识别出 x 被宣告但從未使用 (no-unused-vars 規則).
缺少分號: ESLint 在語句結尾缺少分號時標記行 (semi 規則).
不一致的縮排: ESLint 注意到第 10 行沒有遵循一致的縮排 (indent 規則).

修正代碼

根據 ESLint 的反饋，以下是修改後的代碼：

 // example.js

 let y = 5;
 const z = 'Hello World';

 function calculateSum(a, b) {
     return a + b;
 }

 calculateSum(3, 4);

 if (y > 3) {
     console.log("Y is greater than 3");
 }

我們移除了未使用的變量 x。
我們添加了缺失的分號。
並且我們調整了縮進，以保持一致的空格。

重新運行 ESLint 以驗證修復

在進行這些更改後，您可以再次運行 npx eslint example.js 以確認是否存在任何剩餘問題。如果現在一切干净，ESLint 將返回無輸出，確認代碼符合配置的標準。

額外提示：使用 ESLint 自動修復

ESLint 可以為您自動修復一些問題。為此，請使用 --fix 旗帜：

npx eslint example.js --fix

此命令將自動修復INDENTATION、未使用的變量和缺少的分號等問題。但重要的是要檢查這些更改，確保它們與您的意图功能一致。

code 审查、發現技術債務和使用質量工具有助於保持代碼庫的健康。如果你遵循這些步驟，你的項目將更容易管理，也更不可能 breakdown。

AI 工具助你提高代码质量

使用 AI 工具重構代碼可大大提高代码质量的速度和便利性。這些工具幫助找到問題、建議更改，甚至可以自動化重构过程中的某些部分。

我會根據自己的經驗和我找到有用的工具，分享一些可以幫助你進行代碼分析、重構和依賴管理的 AI 工具。

最佳的 AI 工具重構代碼

AI 動能的工具越來越普遍，它們提供不同的方法來提高代码质量 simplify 重構。以下是我找到有幫助的一些工具：

1. GitHub Copilot

GitHub Copilot 就像一個編程助手，在您寫代碼時提供明智的建議。它可以完成代碼片段、建議新的功能，並幫助重寫現有代碼以使其更有效率。我發現它在寫重复的代碼块或他想出快速的重构時很有用。

例如，讓說你需要在更有效率的重寫一個功能：

# 原本檢查一個數字是否為素數的功能
def is_prime(n):
    if n < 2:
        return False
    for i in range(2, n):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

GitHub Copilot 可能會建議像這樣優化功能：

# Copilot 建議的優化版本
def is_prime(n):
    if n < 2:
        return False
    for i in range(2, int(n**0.5) + 1):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

更新版本僅檢查到 n 的平方根，使其在處理大數字時更快。

2. QodoGen

QodoGen 提供自動化重構建議，並能檢測常見的代碼問題，如未使用的變量或執行過多任務的大函數。它還幫助將複雜的代碼分解為更小、更易於管理的部分，並能解釋代碼庫的某些部分或整個代碼庫，從而促進重構過程。

這個工具能做到這一點，因為與其他 AI 助手和通用代碼生成工具不同，Qodo 專注於代碼的完整性，並生成幫助您理解代碼行為的測試。這有助於您發現邊界情況和可疑行為，並使您的代碼更健壯。

例如，如果您有一個處理多個任務的函數，QodoGen 可能會建議將其拆分：

# 重構前
def handle_user_data(user_data):
    validate_data(user_data)
    save_to_database(user_data)
    send_welcome_email(user_data)

# 重構後
def handle_user_data(user_data):
    validated_data = validate_data(user_data)
    save_data(validated_data)
    notify_user(validated_data)

分離步驟使代碼更易於維護和測試。

3. ChatGPT 用於代碼輔助

ChatGPT 在進行代碼重構任務時可以作為有用的伴侶。可以說是使用最廣泛的編碼助手，它提供有關重構策略的建議，解釋如何實施更改，或提供示例代碼片段。就像是隨時可以諮詢的專家，當您需要指導或想法時。

例如，如果你 unsure 如何在函數中進行優化或重組類別，ChatGPT可以提供範例代碼或描述最佳實踐。你也可以請求它幫助你理解錯誤或修復代碼中的特定問題。

只是確保你細心核對它提供的代碼（對所有這些AI助手都一樣），因為它可能会产生幻覺並犯錯誤。

自動化工具進行重构和分析

AI工具不僅幫助寫代碼，也幫助分析代碼以進行質量改善：

1. SonarQube

SonarQube扫瞄代碼以檢測錯誤、脆弱性及代碼異常。它生成的報告提供建議哪些地方需要修復，幫助維護健康的代碼庫。

# 示例SonarQube配置
sonar.projectKey=my_project
sonar.sources=src
sonar.host.url=http://localhost:9000
sonar.login=my_token

2. ReSharper

這個工具與Visual Studio整合，並提供自動重构選項。它強調可以簡化或清潔的代碼，並建議方式優化代碼庫。

3. DepCheck用於依賴管理

像DepCheck這樣的AI工具幫助找出JavaScript项目中未使用依賴，保持包包文件乾淨。

# 運行DepCheck找出未使用依賴
npx depcheck

這些工具如何幫助進行代碼重构

使用像GitHub Copilot、QodoGen和ChatGPT這樣的AI工具加快了代碼重构的過程。它們提供建議節省時間，並及早捕捉問題，使代碼更容易維護。

结合這些工具與自動分析工具如SonarQube和ReSharper，可確保覆蓋代碼庫的所有方面，從質量檢查到重构。

這些AI工具還具有其他功能，可促進此過程：例如，它們都有一個聊天功能，讓您 Ask questions and get replies about your code and any best practices you should be following. 另外，QodoGen allows you to add parts of or the whole codebase for context with the click of a button, along with other features for test generation and pull request reviews.

當重构您的代碼庫時，擁有各種AI工具可以使過程更加顺暢和高效。这是AI使用最佳的方式。

代碼更改的最佳版本控制實踐

版本控制可追蹤代碼更改，使其更易于管理更新、與他人协作和解決問題。遵循一些最佳實踐可以帮助保持 cleaner and more organized codebase.

讓我們看看如何管理代碼更改、追蹤更新並通過代碼審核確保質量。

使用Git分支策略來管理代碼更改

Git分支有助於將不同的代碼版本分開，允許多個開發者進行工作而不影響主要代碼庫。以下是一些常見策略：

1. 功能分支

功能分支讓開發者可以在不更改主要代碼庫的情況下工作 on a new feature. 每個功能都有自己的分支，完成後可以合並到主分支。

建立新功能分支
git checkout -b feature/new-login-page

在新技术分支上進行開發並提交更改
git add .
git commit -m "Added login page UI"

將功能分支合併到主分支
git checkout main
git merge feature/new-login-page

2. GitFlow 策略

這種策略涉及使用多個分支來進行開發的不同階段，例如功能、開發和發布。它將開發工作分離，並允許更平滑的整合和部署。

主分支：包含 production-ready 代碼。
開發分支：保存最新完成的工作，準備下個發布。
功能分支：從開發分支創建新的功能。

例子：

# 切換到開發分支
git checkout develop

# 為新功能創建新分支
git checkout -b feature/upgrade-search

# 提交更改並推送功能分支
git add .
git commit -m "Improved search feature"
git push origin feature/upgrade-search

如何追蹤和记录代碼更新

記錄代碼更改幫助團隊保持通知，並使後期更容易理解所做的更改。以下是一些追蹤更新的建議：

1. 撰寫清晰的提交信息

提交信息應解釋何處有變動以及为何要進行這些變動。清晰的資訊有助於他人了解每次更新的目的。

示例：

# 良好的提交信息
git commit -m "Fixed bug that caused login failure on mobile devices"

# 欠佳的提交信息
git commit -m "Fixed bug"

2. 使用標籤來標記发布

標籤可以用來標記專案历史上的重要點，如发布版本。這樣更容易找到代碼的穩定版本。

# 为版本1.0创建标签
git tag v1.0

# 将标签推送到远程仓库
git push origin v1.0

3. 創建和使用更改日志

更改日志列出了每個版本中的變動，幫助開發者和用戶看到何處更新或修復。

更改日志的示例格式：

## [1.0.1] - 2024-10-01
### Added
- New login feature

### Fixed
- Resolved search issue on homepage

### Changed
- Updated user dashboard layout

維護代码質量中code reviews的重要性

code reviews有助於捕捉錯誤、分享知識，並確保代碼保持清晰且可維護。以下是進行有效code reviews的一些建議做法：

1. 保持代碼變動小巧

較小的變動更容易進行審核，增加了發現錯誤的機率。大的變動可以分解為較小的部分。

2. 使用Pull Requests進行審核

拉取请求建立了一個討論變更是的空间。团队成员可以審查更改、建議改進，並批准更新。

#將功能分支推送到远程仓库
git push origin feature/new-feature

#在GitHub、GitLab或Bitbucket上創建一個拉取请求

3. 提供建設性反饋

代碼審查應該旨在改進代碼而不应在 discourage 開發者。建議更好的問題解決方式並解釋推理。

代碼審查時的示例評論：

“考慮使用列表而不是字典作為這個數據結構，因為它簡化了代碼。”
“這個函數正在執行多個任務。如果我们把它分成兩個獨立的函數，它可能會更清晰。”

使用這些實踐有助於確保代碼更改有效管理、更新有好的文档、並保持代碼庫的質量。定期的代碼審查和恰當的分支策略使得团队合作更容易，並使項目保持在正軌上。

結論

revival and restructuring of a codebase can seem like a monumental task, but by taking small, planned steps, it becomes manageable. First, assess the current state of the code and make a list of areas that require improvement. Set clear objectives and devise a plan to enhance the code incrementally.

The tools discussed here can assist in identifying issues, proposing modifications, and automating certain tasks. Version control practices, such as branching strategies and code reviews, help maintain order and ensure high-quality changes.

With a robust strategy, even the most chaotic codebases can be transformed into clean, efficient, and easier-to-work-with systems.

Resources

AI工具已被开发出来，用以协助 Git 分叉、Pull Request 审核和批准。阅读这篇文章了解更多关于我最喜欢的工具的信息。
如果您想要一个逐步教程，了解如何复苏和重构您的代码，请观看这个YouTube视频。
查看這篇FreeCodeCamp文章，深入了解 code restructuring。

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