メソッド抽出リファクタリング支援手法の有効性評価

Software Engineering Laboratory, Department of Computer Science, Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University

メソッド抽出リファクタリング支援手法の有効性評価

井上研究室　山口佳久

1

2Software Engineering Laboratory, Department of Computer Science, Graduate School of Information Science and Technology, Osaka University

リファクタリング

外部から見た動作を保ったまま，内部構造を整理する作業メソッド抽出リファクタリング

複数の機能を持つ長いメソッドの一部を，メソッドとして抽出する作業

保守性の向上メソッド抽出


　 public String statement(){

　　 Enumeration rentals = _rentals.elements();

　　 int renterPoints = 0;

　　 While (rentals.hasMoreElements()) {

　　　 Rental each = (Rental)rentals.nextElement();

　　　 if (each.getMovie().getPriceCode()

　　　　 == Movie.NEW_RELEASE)

　　　　 rentalPoints = renterPoints + 2;

　　　 else

　　　　 rentalPoints++;

　　 }

　　 double totalAmount = 0;

　　 String result = "Rental Record\n";

　　 While (rentals.hasMoreElements()){


　　　 double thisAmount = each.getCharge();

　　　 result = result + each.getMovie().getTitle()

　　　　　 + "\t" + String.valueOf(this) + "\n";

　　　 totalAmount = totalAmount + thisAmount; 　・・・

メソッド抽出リファクタリングの難しさ

メソッド抽出する範囲をどのように定めるか？

メソッド抽出候補１ ( 初期化 )

メソッド抽出候補 3( 初期化 + 繰り返し処理 )

どこを 1 つの処理として捉えるか ??

メソッド抽出候補 2( 繰り返し処理 )

非熟練者は判断することが困難


既存研究におけるメソッド抽出の基準

メソッド抽出リファクタリングのための凝集度メトリクス [1]

凝集度コード片に含まれる基準となる文と，その他の文間の協調度合いを表す指標の総称

3 つの凝集度メトリクスが提案されているFTightnessFCoverageFOverlap

[1] 後藤ら ,” 差分を含む類似メソッドの集約支援ツール” , 情報処理学会論文誌 ,vol. 54,No.2, 2013.

協調度 : 大協調度 : 小


凝集度メトリクス

入力に関連する処理

出力に関連する処理入出力に

関連する処理

メソッド

FTightness=

（　　＋　　）FOverlap=

（　　＋　　）FCoverage=


　 public String statement(){

　　 Enumeration rentals = _rentals.elements();

　　 int renterPoints = 0;

　　 While (rentals.hasMoreElements()) {


　　　 if (each.getMovie().getPriceCode()

　　　　 == Movie.NEW_RELEASE)

　　　　 rentalPoints = renterPoints + 2;

　　　 else

　　　　 rentalPoints++;

　　 }

　　 double totalAmount = 0;

　　 String result = "Rental Record\n";

　　 While (rentals.hasMoreElements()){


　　　 double thisAmount = each.getCharge();

　　　 result = result + each.getMovie().getTitle()

　　　　　 + "\t" + String.valueOf(this) + "\n";

　　　 totalAmount = totalAmount + thisAmount; 　・・・

凝集度を使用したメソッド抽出リファクタリング

凝集度の高いコード片の抽出を推薦する

FTightness 高

FTightness 高

FOverlap 高


問題提起メソッド抽出リファクタリングにおける，凝集度メトリクスの定量的な評価尺度が提案されていない

どのメトリクスを用いるべきか判断が困難メトリクスの閾値を決定するのが困難


研究目的とアプローチメソッド抽出リファクタリングにおける，凝集度メトリクスの評価方法の提案

凝集度メトリクスに対する適合率及び再現率の定義

適合率 : 推薦されたコード片における，有用なメソッド抽出候補の割合再現率：有用なメソッド抽出リファクタリングにおける，推薦された有用なメソッド抽出リファクタリングの割合

提案する評価方法をリファクタリング事例に適用

書籍やオープンソースソフトウェアからリファクタリング事例を収集収集した事例を有用なメソッド抽出リファクタリングとして適合率と再現率を計測　


提案する評価手法の手順手順 1 ：コード片間の一致率の計測手順 2 ：適合率と再現率の計測


手順 1 ：コード片間の一致率の計測

推薦されたコード片 (CF1)

有用なメソッド抽出リファクタリング (CF2)

コード片間の一致率

¿23

Iterator it2 = c.getAddressIterator(); while (it2.hasNext()) { AddressModel model = (AddressModel) it2.next(); Address adr = new AddressImpl(); adr.setCity(model.getCity()); adr.setPostalCode(model.getZipPostalCode()); adr.setPostBox(model.getPoBox()); adr.setRegion(model.getStateProvinceCounty()); adr.setStreet(model.getStreet()); adr.setLabel(model.getLabel()); exportContact.addAddress(adr); }

メソッド抽出範囲間の類似度CF1 と CF2 の和集合行数 :9

CF1 と CF2 の積集合行数 :6

¿𝐶𝐹 1と𝐶𝐹 2の積集合𝐶𝐹 1と𝐶𝐹 2の和集合


手順 2 ：適合率と再現率の計測

3

0.7

一致率1 2 3 4 5

0.40.6 0.8 0.7 0.3

適合率の計測

推薦されたコード片

有用なメソッド抽出候補

適合率 =

¿25


再現率 =

手順 2 ：適合率と再現率の計測

再現率の計測

1 2

1 1 1 2

0.7 0.1 0.8 0.7

: 有用なメソッド抽出リファクタリング

3

2 3 3 3

0.3 0.1 0.2 0.3

推薦されたコード片

3

0.7

一致率

¿23

リファクタリング 1 リファクタリング 2 リファクタリング 3

1


リファクタリング事例への適用提案する評価方法をリファクタリング事例に適用

書籍やオープンソースソフトウェアからリファクタリング事例を収集収集した事例を有用なメソッド抽出リファクタリングとして適合率と再現率を計測

凝集度メトリクスの閾値ごとの，適合率及び再現率の変化を調査


実験対象オープンソースソフトウェア Columba から収集した事例

プロジェクト概要種類：メールクライアント開発期間 : 約 5 年総リビジョン数： 458

最終 LOC ： 192941

Refactoring Workbookから収集した事例 [2]

リファクタリング作業向上を目的とした文献基本的なリファクタリング事例がある

クラスメソッド

Matcher match

Template template

Report report

クラスメソッド

MailSearchProvider query

TableModelThreadedView createHashmap

VcardParser Read

[2]William C.Wake. Refactoring Workbook.Addison Wesley Longman Publishing Co., Inc, 2003


FOverlap メトリクスの適合率・再現率

FOverlap メトリクスが 0.9 の時に適合率，再現率が共に最も高い

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

FOverlapOfColumba

再現率適合率

凝集度の閾値

再現率or

適合率


FOverlap が高かったリファクタリング事例

リファクタリング実例TableModelThreadedView クラス createHashmap メソッドprivate void createHashmap(MessageNode rootNode) {

hashtable = new HashMap(rootNode.getChildCount()); // save every message-id in hashtable for later reference for (Enumeration enumeration = rootNode.children(); enumeration .hasMoreElements();) { MessageNode node = (MessageNode) enumeration.nextElement(); String id = getMessageID(node); hashtable.put(id, node); }}


FOverlap が高かったリファクタリング事例

リファクタリング実例TableModelThreadedView クラス createHashmap メソッドprivate void createHashmap(MessageNode rootNode) {

hashtable = new HashMap(rootNode.getChildCount()); // save every message-id in hashtable for later reference

addToHashmap(rootNode);

}


FTightness の適合率・再現率

FTightness メトリクスが 0.1 の時に適合率，再現率が共に最も高い

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

FTightnessOfColumba

再現率適合率

凝集度の閾値

適合率or

再現率


まとめと今後の課題まとめ

メソッド抽出リファクタリングにおける，凝集度メトリクスの評価方法の提案提案する評価方法をリファクタリング事例に適用

FTightness メトリクス及び FOverlap メトリクスが有用な事例を確認できた

今後の課題大規模ソフトウェアにおけるリファクタリング事例への適用凝集度メトリクスの値と保守コストの関係性の調査

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メソッド抽出リファクタリング 支援手法の 有効性 評価

メソッド抽出リファクタリング支援手法の有効性評価