HOW DOES REFACTORING AFFECT INTERNAL QUALITY ATTRIBUTES?: A MULTI-PROJECT STUDY

• Main Author: ALEXANDER CHÁVEZ LÓPEZ
• Other Authors: ALESSANDRO FABRICIO GARCIA
• Language: English
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2017
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=32304@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=32304@2

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO === COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA === Desenvolvedores frequentemente aplicam refatoração para melhorar os atributos internos de qualidade em projetos de software, tais como acoplamento e tamanho. Chamamos de rerrefatoração quando desenvolvedores refatoram um elemento de código-fonte previamente refatorado. O conhecimento empírico é limitado acerca de até que ponto refatoração e rerrefatoração de fato melhoram os atributos internos de qualidade. Nesta dissertação, nós investigamos a limitação supracitada com base em cinco atributos internos de qualidade conhecidos: acoplamento, coesão, complexidade, herança e tamanho. Também nos baseamos no histórico de versionamento de 23 projetos de software de código-fonte aberto, os quais possuem 29,303 operações de refatoração e 49.55 por cento de rerrefatorações. Nossa análise revelou descobertas interessantes apresentadas como segue. Primeiro, desenvolvedores aplicam mais de 93.45 por cento de operações de refatoração e rerrefatoração sobre elementos de código-fonte com ao menos um atributo interno de qualidade crítico, contrariando trabalhos anteriores. Segundo, para 65 por cento das operações, os atributos internos de qualidade relacionados melhoram, enquanto que os demais 35 por cento permanecem não-afetados. Terceiro, sempre que operações de refatoração são aplicadas sem mudanças adicionais no código fonte, o que chamamos de operação de refatoração root-canal, os atributos internos de qualidade frequentemente melhoram, ou ao menos, não pioram. Ao contrário, 55 por cento das operações de refatoração aplicadas com mudanças adicionais, tais como correção de bugs, surpreendentemente melhoram os atributos internos de qualidade, com somente 10 por cento de piora, o que também é válido para rerrefatoração. Nós sumarizamos nossas descobertas na forma de recomendações para desenvolvedores e pesquisadores. === Developers often apply code refactoring to improve the internal quality attributes of a program, such as coupling and size. Given the structural decay of certain program elements, developers may need to apply multiple refactorings to these elements to achieve quality attribute improvements. We call re-refactoring when developers refactor again a previously refactored element in a program, such as a method or a class. There is limited empirical knowledge on to what extent developers successfully improve internal quality attributes through (re-)refactoring in their actual software projects. This dissertation addresses this limitation by investigating the impact of (re-)refactoring on five well-known internal quality attributes: cohesion, complexity, coupling, inheritance, and size. We also rely on the version history of 23 open source projects, which have 29,303 refactoring operations and 49.55 percent of re-refactoring operations. Our analysis revealed relevant findings. First, developers apply more than 93.45 percent of refactoring and re-refactoring operations to code elements with at least one critical internal quality attribute, as oppositely found in previous work. Second, 65 percent of the operations actually improve the relevant attributes, i.e. those attributes that are actually related to the refactoring type being applied; the remaining 35 percent operations keep the relevant quality attributes unaffected. Third, whenever refactoring operations are applied without additional changes, which we call root-canal refactoring, the internal quality attributes are either frequently improved or at least not worsened. Contrarily, 55 percent of the refactoring operations with additional changes, such as bug fixes, surprisingly improve internal quality attributes, with only 10 percent of the quality decline. This finding is also valid for re-refactoring. Finally, we also summarize our findings as concrete recommendations for both practitioners and researchers.