通过重构简化代码

Question

是否有用于 C 或 Java 的重构工具可以简化此类冗余代码。我相信这就是所谓的数据传播。

这基本上是优化编译器会做的事情。

public int foo() {
    int a = 3;
    int b = 4;
    int c = a + b;
    int d = c;
    System.out.println(c);
    return c;
}

进入

public int foo() {
    int c = 7;
    System.out.println(c);
    return c;
}

Answer 1

我认为这不是一个好主意。

例如下面的代码：

long hours = 5;
long timeInMillis = hours * 60 * 1000;

这比仅仅更简洁和易于理解：

long timeInMillis = 300000;

Answer 2

我可以为 C 提供一个解决方案。我的解决方案使用我在另一个答案 here 中描述的两个工具（以相反的顺序）。

这是你的程序，翻译成 C:

int foo() {
    int a = 3;
    int b = 4;
    int c = a + b;
    int d = c;
    printf("%d", c);
    return c;
}

第 1 步：不断传播

$ frama-c -semantic-const-folding t.c -lib-entry -main foo
...
/* Generated by Frama-C */
/*@ behavior generated:
      assigns \at(\result,Post) \from \nothing;  */
extern int ( /* missing proto */  printf)() ;
int foo(void) 
{
  int a ;
  int b ;
  int c ;
  int d ;
  a = 3;
  b = 4;
  c = 7;
  d = 7;
  printf("%d",7);
  return (c);
}

第 2 步：切片

$ frama-c -slice-calls printf -slice-return foo -slice-print tt.c -lib-entry -main foo
...
/* Generated by Frama-C */
extern int printf() ;
int foo(void) 
{
  int c ;
  c = 7;
  printf("%d",7);
  return (c);
}

Answer 3

是的，我见过人们使用的最好的重构工具就是他们的大脑。

大脑似乎是一个非常好的工具，可以在逻辑上组织代码以供其他大脑使用。它还可用于在适当的情况下使用 cmets 增强代码，并赋予布局和命名附加意义。

编译器有利于优化代码以供更接近构成处理器的晶体管的底层使用。上一代编程语言的好处之一是它不像机器制造的那样读起来。

抱歉，如果这看起来有点油嘴滑舌且没有帮助。我当然使用过各种工具，但我不记得有任何处理“数据传播”的工具。

Answer 4

Eclipse（我确信 NetBeans 和 IntelliJ）几乎提供了所有这些重构功能。我将给出 Eclipse 的细节。开始：

public int foo() {
    int a = 3;
    int b = 4;
    int c = a + b;
    int d = c;
    System.out.println(c);
    return c;
}

首先，d 将显示为警告您有一个未读的局部变量。 <CTRL>+1 在该行上并选择“删除 d 和所有分配”。那么你有：

public int foo() {
    int a = 3;
    int b = 4;
    int c = a + b;
    System.out.println(c);
    return c;
}

接下来，突出显示int c = a + b; 中的a，然后键入<CTRL>+<ALT>+I 以内联a。重复b，您将拥有：

public int foo() {
    int c = 3 + 4;
    System.out.println(c);
    return c;
}

现在你快到了。我不知道将 3+4 转换为 7 的重构。似乎有人很容易实现，但可能不是常见的用例，因为其他人指出，根据域，3 +4 可以比 7 更具表现力。您可以更进一步并内联 c，给您：

public int foo() {
    System.out.println(3 + 4);
    return 3 + 4;
}

但如果不知道原始代码的“真正”问题，就不可能知道这是改进还是倒退。

Answer 5

代码的语义信息可能会丢失。可能的依赖关系可能会中断。简而言之：只有程序员知道哪些变量是重要的或可能变得重要，因为只有程序员知道代码的上下文。恐怕您必须自己进行重构

Answer 6

是的，IntelliJ 在其社区版中提供了此功能。现在要解决一个更严重的问题，我很确定您将编译与重构混为一谈。当您编译某些东西时，您会使用一种高于机器代码的语言并将其转换为机器代码（本质上）。您想要的是删除高级语言（即您的程序文件 .c、.java 等）中多余的声明。编译器很可能已经将不太好的代码优化为您建议的代码，有可用的工具可以查看它在做什么。就重构而言，通常越少越好，但不要为了更少的代码行而牺牲可维护性。

Answer 7

一种可能的方法是将其放入符号数学程序（如 Mathematica 或 Maple）中，并让它为您进行简化。不管它们是否是常量，它都会这样做。

缺点是您需要将代码转换为不同的语言。 （虽然如果语法相似，它可能主要是复制和粘贴。）此外，如果您期望某些整数类型以特定大小溢出，这可能是危险的。符号数学程序不在乎，将根据“数学”对其进行优化。浮点舍入误差也是如此。

在您的示例中，如果您将其输入 Mathematica：

a = 3;
b = 4;
c = a + b;
d = c;
c

将在 Mathematica 中输出：

7

当然，您不能只是复制和粘贴，因为它是一种不同的语言和不同的语法，但对于您的问题，这是我想到的最好的东西。我自己使用 Mathematica 来简化表达式和其他数学，然后再将其放入 C/C++ 中。

对于一个涉及未知数的更复杂的例子：

原始C代码：

int a = 3 + x*x;
int b = 4 + y*y;
int c = a + b - 7 + 2*x*y;
int d = c;

在 Mathematica 中输入（仍然主要是复制+粘贴）：

a = 3 + x*x;
b = 4 + y*y;
c = a + b - 7 + 2*x*y;
d = c;
FullSimplify[c]

输出：

(x + y)^2

转换回以下 C 代码：

d = (x + y)
d = d * d;

这显然比原始代码简单得多。一般来说，符号程序甚至可以处理非平凡的表达式，并且会比任何内部编译器做得一样好（甚至更好）。

最后一个缺点是像 Mathematica 或 Maple 这样的符号数学程序不是免费的，而且相当昂贵。 SAGE 是一个开源程序，但我听说它不如 Mathematica 或 Maple。

Answer 8

如果您在谈论 C，您可以查看已编译、优化的汇编代码。然后，您可以将 C 代码重构为与优化程序集相同的结构。不过，正如 Alfredo 所说，这可能会导致代码更加模棱两可。

Answer 9

为什么不使用优化编译器来编译代码。然后反编译代码。这只是我的想法，我没有尝试过。