课程前言

核心词：重构，复用，低代码，面向变更的设计，设计模式，面向对象，代码漏洞

卓越设计：面向对象，开闭原则，设计模式        微观编码：编码规范，极简版本

编码改善：重构，重构的量化管理与步骤            宏观编码：CHI代码健康指数，编码消耗率CCR

技术管理：1-3-9团队，L型代码结构，松结对编程，代码审查，TDD，技术团队的招聘与试用

配套工具：CHM代码健康管理工具（可智能识别代码中设计模式漏用、重构等问题。

应用场景

重点项目：重点项目建立代码度量体系，保证项目成功。

崇拜项目：重构前，建立量化目标；重构中，实时监控防止重蹈覆辙。

体系建设：对中大型企业（100+程序员）的大量团队建立代码度量体系，对代码质量进行横向对比和纵向跟踪。

企业文化：配合“代码大赛”等活动促进工程师文化的建立，并通过代码度量体系来保证其传承。

员工招聘：跟踪使用期内新员工的代码质量，为去留决策提供依据。

软件外包：评价和跟踪供应商人员的编程水平与代码质量。

课程受众

编程人员全员参与（包括初级人员）

技术经理，开发骨干，资质高的新员工

重点产品、新产品、重构团队的全体开发人员

课程特色

本课程使用讲师开发了一款CHI代码健康指数（原CCI代码混沌指数）扫描工具来配合教学。

此工具已在多家民品及军工企业实战使用，不仅扫描代码漏洞，还可扫描代码中潜在的违反面向对象、设计模式（尤其是开闭原则）地方，并根据三种权重规则进行评分 注：业界的sonar等工具一般只扫描变量、语法级别的问题。

课前，可根据评分为课程提前准备练习素材

课上，可直观观察修改前后的评分变化；或反之，理解评分差异所代表的软件不同实现

课后，可通过工具保证培训内容落地

CHI代码健康指数工具（及其前身）已在中国航空信息、杭州恒生电子、四川信通网易、广州ASL等IT企业，及某些军工企业的总计40多个团队中使用。

最早成型于1994年的设计模式随着新的序列化、反射等技术的出现，已经不再完全适合当前语言的开发，课程中使用了全新的分类法，并增、删、重命名了部分模式。

课程思路

课程分为三个模块：

1.微观编程素养

a.对标图书《代码简洁之道》

b.面向典型敏捷团队（5~10人），以肉眼可见的形式改善代码

c.主要内容包括

i.极简编码规范：包含6~10条最核心的规范，简洁但真正可以落地

ii.代码审查及其组织结构

2.编程技能（设计模式+重构）

a.对标图书《设计模式》《重构》

b.面向团队中的核心人员，他们未来承担着控制代码质量的核心任务

c.主要内容包括

i.常用设计模式实例，使用设计模式的心法

ii.重构时机、决策、与TDD的配合、防止重蹈覆辙等

iii.重构的量化管理

3.宏观编码质量管理

a.讲师独创内容

b.面向大团队（大于100人），长周期（年度级），大型软件（单个软件10万行以上，无上限当前最大记录157万行）的实时、全面质量监控

c.主要内容包括

i.利用Chi检测和修改单个文件中的架构问题

1.核心是设计模式中实现开闭、解耦、消重原则的几个保健类模式

ii.利用Chi检测软件整体的可扩展性问题，以8020原则定位问题模块

iii.利用Chi横向对比产品、团队、平台带来的差异

课程大纲

以下内容按时间顺序描述了训练营的整体脉络。除整体脉络外，各个阶段还会穿插相应知识的讲授。

以下描述仅针对其中一个团队，其他团队也各自选定自己的产品代码，并按顺序执行实践。

注意：由于是直接贴合现场所提供代码的实际情况开展课程，所以以下内容的顺序可能会因为在实际代码中的顺序、严重程度而有变化，但最终都将被覆盖。

开篇：编码终极奥义

编码即信息

等量原则：编码的与描述其需求的自然语言的信息量大致相同

自然原则：编码的内容、顺序与其自然语言需求的描述大致相同

最简原则：任何信息本体只存在一处，其他均为镜像

“终极奥义”看似很虚，但后面的所有内容均是这三条原则的产物

中级技术篇

初步审核代码环节（约1小时）

直接拿出客户准备的代码，逐行审核并指出存在的问题

具体问题在下面的章节中

在发现问题之处，讲解问题的现象、问题的危害以及发生危害的场景、造成问题的原因、可能的解决策略以及最佳策略（1最佳策略=1编程规范）

此阶段仅聚焦微观编码问题的初中级，高级问题会留在后面讲

微观编码

初级篇

此阶段注重语句级别的编程技能，基本上不需要面向对象基础

讲师现场对某个团队的代表性产品进行代码审查重点包括：

变量命名

函数命名

全局变量处理

消除常数

冗余语句的处理

FFT结构（false-false-true）

foreach循环

var/auto关键字

练习：所有团队现场对剩余代码进行重构，讲师点评

中级篇

此阶段注重函数级别的编程技能，需要函数封装、模板（泛型）等知识

讲师现场对某个团队的代码进行走读，指出以下问题：

代码克隆

如何消除结构相同、类型不同的if-else或case

模板

Map

三元表达式

练习：所有团队现场对剩余代码进行重构，讲师点评

设计模式

以下学习内容实际使用了辅助教学工具“CHI代码健康指数”，但未防止内容交叉，相关内容放在最后

设计模式原理

设计模式的6大原则

设计模式新分类法（按用途而非实现分类）

保健类设计模式

开闭模式，解耦模式，消重

优化类设计模式

运行时绑定模式，友好的陌生人模式，性能模式

开闭型设计模式（重点，持续约4~5小时，与提升软件可维护性关系最大）

描述：功能开放，代码封闭（代码只加不修）

模式

模板模式

策略模式

装饰器模式

工厂模式

抽象工厂模式

此类模式的漏用检测

实战练习：从代码中识别漏用之处并使用相关模式实现（3~4个）

解耦型设计模式（重点，持续约3~4小时）

描述：易变模块分离，独立修改（多个相关改变聚在一起）

模式

工具模式（原建造者模式）

观察者模式

适配器模式

桥模式

此类模式的漏用检测

实战练习：从代码中识别漏用之处并使用相关模式实现（2~3个）

消重型设计模式（重点，持续约2~3小时）

描述：信息只有一处，其他皆为镜像（单个改变只改一次）

模式

降维模式（原状态模式）

分型模式（原组合模式/局部整体模式）

泛型模式（新增）

反射模式（新增）

常量模式（新增）

此类模式的漏用检测

实战练习：从代码中识别漏用之处并使用相关模式实现（2~3个）

运行时绑定设计模式（重点，持续约1~2小时）

描述：动态适应，灵活多变（代码不写死）

模式

命令模式

责任链模式

句柄模式（新增）

实战练习：从代码中识别漏用之处并使用相关模式实现（1~2个）

陌生人模式（持续约1~2小时）

描述：友好而有警惕（不用学，玩不坏）

模式

外观模式

代理模式

实战练习：从代码中识别漏用之处并使用相关模式实现（1~2个）

性能优化模式（持续约1小时）

描述：牺牲其他，获得性能

模式

单例模式

原型模式

享元模式

实战练习：从代码中识别漏用之处并使用相关模式实现（1~2个）

CHI代码健康指数进阶课程

评分原理

CHI有4个评分项：超长类占比（＞250逻辑行），超长方法占比（＞30回车行），不良分支密度（（else+case+default）/逻辑行），不良常数密度（数字或字符常量/逻辑行）。

CHI与测试缺陷密度有-0.78~-0.84的负相关系数，与生产率有0.52~0.75的正相关系数，对提升生产率和质量具有显著意义。

据对30多个程序员代码样本的深入研究（约500个文件），CHI工具与人类高手的主观评分几乎完全相同（在修正尚未引入的灰色常数和代码克隆后，两者相关系数高达0.91），这意味着使用工具代替人可以得到高度近似评分结果。

CHI代码健康指数可由工具自动扫描获得，不受人数、代码数量的限制（约1万回车行/秒），几乎可以完成对任意规模代码的每日度量，可用于对组织级、大规模、长周期代码的整体度量与控制。

CHI实战

使用工具对现场代码进行扫描

扫描结果判读

高级技术篇（基于CHI结果）

面向对象回顾

此阶段注重封装、继承、多态等传统面向对象的知识，回归面向对象本体

初级概念讲解

代码克隆

圈复杂度与圈复杂密度

讲师现场对某个团队的代码进行走读，修改代码以降低CCI数值（越低越好）

消除超长类

消除超长方法

消除结构大为不同的大段if-else或case

基类，虚函数

多态与虚函数

接口与多继承

基类vs接口：扩展与实现

消除常数

封闭与非封闭取之空间的常数

所有团队现场对剩余代码进行重构，讲师点评

动态设计模式（演示内容）

独创内容：传统的设计模式仅关注静态代码的形态，而“动态设计模式”关注编程本身的心法和过程，包括听到需求后的心理分析、对未来变更点的预测、宏观与微观编程的次序、调试与测试的准自动化。掌握“设计模式心法”后，使用设计模式将逐渐成为编程的自然第一感，而不再是冥思苦想的结果。
注：此部分内容无法在课程时长内习得，需要学员在未来2~5年内持续训练。

讲师现场对某个团队的一部分代码进行重写，并展示以下编程心法：

从外向内分解问题出

先编写调用者，后编写底层函数（准TDD开发）

每5~10分钟进行一次编译和测试（TDDB，Test Driven De-Bug测试驱动的调试）

随时将问题控制在最近2~5行代码内

内建的质量

随时避免各种不良编程问题，而不是编写后再进行重构

一次性写成“上帝代码”

“上帝代码”是在语言框架内，多一行则多，少一行则少，无意中删除或添加任何一个字符将会出现编译错误的代码

首次编写即达到CHI健康指数满分（100）

在第一次编写代码时，按照特有的心法和顺序，从来不需要if-else if/switch case等语法，也不会想到它们

其他高级话题

性能优化

性能优化要义

性能优化步骤

单元测试覆盖率的提升

代码行覆盖率

分支覆盖率

通过减少分支来提升分支覆盖率

超越语言的语法边界

C,C++,C#,Java,Python语法进化对比

通过5种语言实现同一个功能的对比，观察人类语言向编码终极奥义的逼近过程编程团队管理

高级管理篇

重构及其管理

重构时机

重构技术

重构技术回顾（已在之前设计模式、CCI等处讲解）

重构目标与计划

基于待重构代码，对工期、工作量、代码行数、测试缺陷率进行估算

重构控制

通过迭代开发确保重构目标与计划达成

通过度量CHI代码健康指数和CCR（编码消耗率）防止重蹈覆辙

CCR编码消耗率是每功能点（Function Point）需要的代码行数，其数值大致=逻辑代码行数/（api数*5.4），业界Java中值为27。由于多数被重构的旧产品都有100~300以上的CCR数值，通过每个迭代持续度量和控制重构代码的CCR数值，可以防止重蹈覆辙。

团队管理

编程团队的招聘流程

笔试，面试，试用

代码审查的频率与形式

1-3-9师徒团队（学习型团队）

团队职责与层级

团队工作方式

团队的提拔机制

松结对编程

高手的时间管理策略

L型代码结构

可复用库的开发策略

高手在代码结构中的位置

附录

代码质量的个体水平层级表（逐级上升）

1.能完成可用代码

2.能自己完成高质量代码（代码中没有已知缺陷）

3.经过反复，能最终完成精美代码（本次课程的学员学成后目标）

4.能将他人的代码，修改为精美代码（本次课程的学员学成后目标）

5.首次编码，即可完成精美代码（课堂中仅由讲师演示）

6.多次编写相同功能，得到结果接近的精美代码（发现了最佳实现方案而非随兴所至）

7.多次编写相同功能，编程的次序、过程相近（发现了达到最佳实现方案的最短路径并固化）

本课程的讲师要求在5级水平以上，并能在课堂中以学员的随机（可理解）需求进行演示。学员甚至可在过程中引入“变更”，观察高质量代码对变更的响应过程。

代码质量的管理水平层级表（逐级上升）

1.建立了编码规范

2.建立了代码审查机制

3.高手定期对审查中发现的问题组织专项学习和改进

4.使用高低搭配的团队（师徒团队/学习型团队）开发产品，以应对高低不同的质量需求

5.对代码质量建立了量化度量体系

6.对代码的量化管理是日常的（本次课程的学员学成后目标）

7.根据度量数据分析找到改进点，并加以改进（课堂中仅由讲师演示）

8.基于度量数据的改进是可预测的，且最终达成效果与预测相符

本课程的讲师要求在7级水平以上，并能展示实际度量数据的分析结果。