کیفیت کد چیست؟
کیفیت کد روشی برای صحبت در مورد کارایی، خوانایی و قابلیت استفاده کد است. کدنویسی به طور ذاتی باز است و می‌توانید یک مسئله را در یک زبان برنامه‌نویسی به چندین روش حل کنید. کیفیت کد، دقت و قابلیت اطمینان کد را اندازه‌گیری می‌کند—اما بدون اشکال بودن و قابل انتقال بودن تنها معیار کیفیت کد نیست. همچنین شامل میزان دوستانه بودن کد برای توسعه‌دهندگان است. کیفیت کد همچنین توصیف می‌کند که درک، اصلاح و استفاده مجدد از کد در صورت لزوم چقدر آسان است.
چرا کیفیت کد مهم است؟
شما می‌توانید یک تابع نرم‌افزاری را با چند صد خط کد یا فقط چند ده خط کد بنویسید. رویکرد شما ممکن است به عوامل متعددی بستگی داشته باشد. برای مثال، شما پارادایم برنامه‌نویسی خود را در نظر می‌گیرید. همچنین می‌توانید الگوهای طراحی، رویکرد حل مسئله، قابلیت‌های زبان برنامه‌نویسی و استفاده از کتابخانه‌های خارجی را در نظر بگیرید.
کیفیت کد نشان‌دهنده کارایی کد است، نه تنها در عملکرد آن بلکه در خوانایی و مدیریت بلندمدت آن.
کد با کیفیت، کار همه را آسان‌تر می‌کند و باعث صرفه‌جویی در زمان و منابع می‌شود. در اینجا خلاصه‌ای از اینکه به چه کسانی و چگونه کمک می‌کند آورده شده است:
- کد با کیفیت به توسعه‌دهنده کمک می‌کند تا کد خود را دوباره بخواند، بر اساس آن بسازد و بازسازی کند.
- به توسعه‌دهندگان دیگر کمک می‌کند تا کد شخص دیگری را درک کرده و روی آن همکاری کنند.
- به معمار سیستم یا رهبر پروژه کمک می‌کند تا پایبندی به ساختار را بررسی کرده و تلاش‌های تیم را هماهنگ کند.
- به سایر ذینفعان در توسعه نرم‌افزار—مانند تیم‌های امنیتی یا عملیاتی—کمک می‌کند تا کد را تست، مستقر و ایمن کنند. تجربه در طول زمان به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا تکنیک‌ها و رویکردهای کدنویسی خود را برای تولید کد با کیفیت بالا بهبود دهند.
چگونه کیفیت کد را اندازه‌گیری می‌کنید؟
معیارهای کمی کیفیت کد گسسته و قابل اندازه‌گیری هستند. به عنوان مثال، تعداد خطاهای شناسایی‌شده در کد یک برنامه نرم‌افزاری که به مدت ۱۰۰۰ ساعت اجرا شده است.
معیارهای کیفی کیفیت کد ذهنی و توصیفی هستند. برای مثال، یک توسعه‌دهنده با تجربه می‌تواند کار یک توسعه‌دهنده مبتدی را بررسی کرده و نظراتی ارائه دهد.
با ترکیب ارزیابی‌های کمی و کیفی، می‌توان بهترین اندازه‌گیری کیفیت نرم‌افزار را به دست آورد. عوامل دیگری که کیفیت کد را تشکیل می‌دهند شامل مستندات، کارایی، قابلیت استفاده برای کاربر نهایی، به‌موقع بودن و امنیت هستند.
در ادامه، شش حوزه کلیدی اندازه‌گیری کیفیت کد توضیح داده شده است.
-
قابلیت اطمینان
کد قابل اطمینان هر بار که اجرا می‌شود، همان‌طور که مستند شده است عمل می‌کند. کد قابل اطمینان همچنین مقاوم است؛ ورودی‌ها و وقفه‌های غیرمنتظره را بدون خرابی یا رفتارهای غیرعادی مدیریت می‌کند.
برای اندازه‌گیری قابلیت اطمینان، می‌توانید معیارهایی مانند تعداد خرابی‌های سیستم در یک دوره زمانی مشخص، میانگین زمان تا خرابی و تعداد اشکالات شناخته‌شده را ردیابی کنید.
قابلیت گسترش
یک نرم‌افزار ممکن است هر بار به طور کامل اجرا شود، اما اگر نیاز باشد کد کمی تغییر کند چه؟ یا اگر نیاز باشد از آن برای ساخت عملکرد جدید استفاده شود؟ اگر توسعه‌دهنده‌ای که کد را در ابتدا نوشته دیگر در دسترس نباشد چه؟
اگر کد قابل گسترش باشد، به‌روزرسانی یا اصلاح آن پس از تکمیل و درست بودن در مشخصات اولیه آسان است. عوامل مرتبط با کد قابل گسترش عبارتند از:
- معماری کلی نرم‌افزار
- ماژولار بودن
- رعایت استانداردهای کدنویسی
- طول، اندازه و پیچیدگی پایگاه کد ابزارهای مختلفی مانند تحلیل استاتیک و نقشه‌برداری وابستگی وجود دارند که می‌توانند این معیارها را پس از خواندن پایگاه کد امتیازدهی کنند.
قابلیت تست
یک قطعه کد باید به راحتی بتوان برای آن تست توسعه داد و تست‌ها را روی آن اجرا کرد.
برای مثال، نوشتن تست‌هایی که تمام سناریوها را پوشش دهند، اگر یک تابع شامل چندین مرحله منطقی یا ارجاع به بخش‌های دیگر نرم‌افزار باشد، چالش‌برانگیز است. در مقابل، تجزیه نرم‌افزار به واحدهای منطقی جداگانه یا ماژول‌ها، تست را آسان‌تر می‌کند.
برای اندازه‌گیری قابلیت تست، می‌توانید از این تکنیک‌ها استفاده کنید:
- نگاشت تست‌ها به الزامات نوشته‌شده
- استفاده از ابزارهایی که پوشش تست به کد را بررسی می‌کنند
- پیاده‌سازی ابزارهای پیچیدگی چرخه‌ای مانند معیارهای پیچیدگی هالستد برای ارزیابی پیچیدگی کد توسعه‌دهندگان همچنین ممکن است از پارادایم‌های توسعه مبتنی بر تست پیروی کنند و بررسی‌های دستی منظم کد را برای بهبود قابلیت تست انجام دهند.
قابلیت انتقال
ممکن است بخواهید کد را به راحتی از یک محیط به محیط دیگر منتقل کنید و دوباره کار کند. در این صورت، می‌توانید قابلیت انتقال را اندازه‌گیری کنید.
برای مثال، اگر بخواهید یک برنامه اندروید را به iOS منتقل کنید، چقدر کار لازم است؟ اگر کدی با در نظر گرفتن موارد استفاده چندپلتفرمی تولید شود، انتقال به یک سیستم هدف جدید نسبتاً آسان می‌شود.
قابلیت انتقال به این بستگی دارد که کد تا چه حد به سیستم نرم‌افزاری و سخت‌افزاری زیرین خود وابسته است. کد با وابستگی بالا به ماشین‌های مجازی بسیار خاص نیاز دارد تا اجرا شود.
در مقابل، کد مستقر در کانتینرها می‌تواند در هر محیطی اجرا شود. در برخی موارد، بازسازی کامل کد ممکن است برای جدا کردن عملکرد از سیستم هدف لازم باشد.
قابلیت استفاده مجدد
کد با کیفیت بالا ماژولار و برای استفاده مجدد طراحی شده است. برای مثال، تابعی که برای افزودن وظایف به یک پایگاه داده ردیابی وظایف طراحی شده است، می‌تواند در بخش‌های مختلف یک پروژه نرم‌افزاری یا در یک پروژه نرم‌افزاری کاملاً متفاوت استفاده مجدد شود.
اجزای نرم‌افزاری طراحی‌شده برای استفاده مجدد اغلب به APIها متصل هستند. APIها یک روش استاندارد برای تعامل با عملکرد کد قابل استفاده مجدد ارائه می‌دهند، به جای کپی و چسباندن ساده یک تابع.
چند نکته برای بهبود کیفیت کد چیست؟
انواع مختلفی از ابزارها وجود دارند که به بررسی و بهبود کیفیت کد کمک می‌کنند. برای مثال، می‌توانید از چارچوب‌ها و ابزارهای تست برای اهداف متعددی استفاده کنید:
- تحلیل کد استاتیک
- نسخه‌بندی نرم‌افزار
- بررسی سبک کدنویسی
- بررسی پیچیدگی کد و پیچیدگی چرخه‌ای
- پوشش تست جامع
- تست عملکرد
- تأیید امنیت با گنجاندن یک یا چند ابزار در چرخه عمر توسعه نرم‌افزار، ساخت کد با کیفیت بالا در هر پروژه آسان‌تر می‌شود. اطمینان حاصل کنید که ابزارها را در محیط توسعه یکپارچه (IDE) ادغام کنید تا توسعه‌دهندگان بتوانند از ابتدا پروژه‌های نرم‌افزاری با کیفیت بالا بسازند.
همچنین می‌توانید بررسی‌های خودکار کیفیت کد و ابزارهای بررسی کد را که در رویدادهای یکپارچه‌سازی و توسعه مداوم (CI/CD) مانند ارسال کد به مخزن Git فعال می‌شوند، پیاده‌سازی کنید.
در ادامه چند استراتژی دیگر برای بهبود کیفیت کد آورده شده است.
بررسی‌ها
اتوماسیون و ابزارهای نرم‌افزاری تخصصی به بررسی کیفیت کد کمک می‌کنند، اما بررسی‌های دستی کد نیز مزایایی دارند.
فعالیت‌های برنامه‌نویسی جفتی شامل این است که توسعه‌دهندگان کد یکدیگر را بررسی کنند تا مسائل کیفیتی که در برنامه‌نویسی انفرادی از دست رفته‌اند را شناسایی کنند. می‌توانید بر اساس راهنمایی‌های پارادایم‌های برنامه‌نویسی و الگوهای طراحی مانند برنامه‌نویسی شیءگرا، برنامه‌نویسی تابعی و الگوی مدل-نما-کنترل‌کننده بررسی کنید.
بازسازی
پس از تست کیفیت کد و بررسی کد که کد با کیفیت پایین‌تر را در پایگاه کد شناسایی کرده‌اند، ممکن است کد برای بازسازی علامت‌گذاری شود.
بازسازی کد را با کیفیت بالاتر یا عملکرد بهتر بازسازی می‌کند. کد باید قبل و بعد از بازسازی به طور کامل تست شود تا اطمینان حاصل شود که هیچ اشکالی در فرآیند توسعه معرفی نشده است.
مستندات
برای ساخت کد با کیفیت بالا، به مستندات الزامات با کیفیت بالا نیاز دارید. این مستندات باید به طور مداوم و کامل الزامات عملکردی، غیرعملکردی و عملکردی سیستم را شرح دهند. این اسناد طراحی معماری مؤثر و تست کامل را هدایت می‌کنند.
راهنماهای سبک
راهنماهای سبک مجموعه‌ای از قراردادها برای توسعه کد را پوشش می‌دهند. این قراردادها جنبه‌های مبتنی بر سبک مانند قالب‌بندی، نام‌گذاری و تورفتگی را شامل می‌شوند. در حالی که کد ممکن است حتی اگر به این قراردادها ساخته نشود، اجرا شود، اما کیفیت آن از نظر قابلیت نگهداری کاهش می‌یابد.
وقتی توسعه‌دهندگان از راهنماهای سبک مانند PEP 8 پایتون پیروی می‌کنند، می‌توانند کدی بسازند که توسط توسعه‌دهندگان دیگر قابل خواندن و نگهداری باشد.
استانداردهای کدنویسی
استانداردهای کدنویسی فراتر از قراردادهای سبکی اولیه راهنماهای سبک هستند. آن‌ها بیشتر شبیه رویه‌های عملیاتی استاندارد (SOPها) در نحوه توسعه کد هستند. آن‌ها شامل دستورالعمل‌هایی در مورد الگوهای طراحی برای استفاده، قوانین معماری و نحوه مدیریت خطاها هستند.
استانداردهای کدنویسی ممکن است مبتنی بر جامعه باشند، مانند استاندارد کدنویسی SEI CERT C برای کدنویسی امن. همچنین می‌توانید آن‌ها را به صورت داخلی برای راهنمایی خاص سازمان یا پروژه‌های خود توسعه دهید.
هر دو راهنماهای سبک و استانداردهای کدنویسی به تعریف کیفیت کد مدت‌ها قبل از شروع یک پروژه کمک می‌کنند.
