解説 Ruby Refactoring Browser - Emacs でリファクタリング

初稿：2005-10-10

はじめに
- この連載について
- この文章が対象とする読者
Ruby Refactoring Browser とは
インストール
RRB によるリファクタリング
Ruby Refactoring Browser の制約
Tips
最後に
著者について
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著者: 大林一平

はじめに

この文章では、 Ruby 用のリファクタリングブラウザ、「Ruby Refactoring Browser」の Emacs での使いかたについて解説します。

この文章は、 Emacs 使いな読者が Ruby Refactoring Browser を一通り使いこなせるようになることを目標としています。

この連載について

この連載は、2 回に分けて Ruby Refactoring Browser に関する解説をします。

第 1 回は Emacs での使いかたについて解説します。簡単なサンプルスクリプトに対して実際に Ruby Refactoring Browser を使ってリファクタリングをしてみます。

第 2 回は Ruby Refactoring Browser の組み込み方を解説します。この手のツールはエディタ、もしくは IDE と連携できると便利なのですが、私の知る限り、現在のところ Ruby Refactoring Browser は Emacs と VIM と FreeRIDE にしか対応していません。これを他の環境でも使えるようにするためにはどのようなプログラミングが必要か、 Emacsと VIM の場合を例にして解説します。

この文章が対象とする読者

まず、 Ruby の文法について十分な知識があることを仮定します。また、リファクタリングの目的や方法、手順等についての知識も仮定します。実際にリファクタリングを活用したことがあることが望ましいでしょう。

リファクタリングに詳しくない方は、まずマーチン・ファウラー著「リファクタリング」を読むことをお勧めします。

Emacs の使いかたに関する知識も多少必要です。基本的な操作や .emacs の書き方を知っていて、 M-x hoge と書いてそれの意味するところがわかるくらいで十分です。

Ruby Refactoring Browser とは

まずはリファクタリングブラウザについて解説しましょう（注リファクタリングツールという呼びかたのほうが一般的かもしれません）。リファクタリングをする際には、新しいバグを作りこまないよう、「動作を変えない」ように変更します。そして、それを実現するため、リファクタリングを細かく分割し、そのそれぞれをパターンにあてはめてしまいます。例えば「ローカル変数名を変更する」だとか、「コードの一部を別のメソッドとして切り出す」だとかです。で、このとき、あなたが怠けものであるならば、きっとこう思うでしょう。ローカル変数名の変更くらいコンピュータに自動でやらせりゃいいだろう、置換コマンドでいちいち正しいか確認しながら変更していくのは面倒だ、と。（注「怠惰」はプログラマの三大美徳の内の一つでしたね）で、これを実現するのがリファクタリングブラウザです。 Smalltalk で最初に開発されたそうです。有名な開発環境では Eclipse の JDT がリファクタリング機能を備えています。

そして、Ruby 用のリファクタリングブラウザが Ruby Refactoring Browser です。

ローカル/グローバル/インスタンス/クラス変数名の変更
クラス名/定数名の変更
メソッド名の変更
コードの一部を新しいメソッドとして抽出
メソッドのクラス階層間の移動
クラス階層に新しいクラスを挿入

以上のことができます。「コードの一部を新しいメソッドとして抽出」、「変数名の変更」などは頻繁に使うでしょう。

配布等は http://www.kmc.gr.jp/proj/rrb/ でしています。

インストール

ここでは、 Linux 上でのインストールの方法を解説します。Unix 系の OS ではほぼ同じ方法でインストールできるはずです。ここでは Ruby 1.8.x の場合について説明します。 1.6.x はREADME.jaを見てください。 1.9 では動きません。

まずは、上で挙げたページから最新版のアーカイブをダウンロードします。青木さんの setup.rb を利用しているため、

 cd rrb-0.1
 $ ruby setup.rb config
 $ ruby setup.rb setup
 $ su
 # ruby setup.rb install

で ruby の部分はインストールできます。

そして elisp/rrb.el を Emacs のロードパスの通った所にコピーします。あとは .emacs に

 (load "rrb")

と書くなり、 Emacs を起動してから

 M-x load-library[RET]rrb[RET]

とするなりすれば OK です。

Windows では Meadow での動作を確認しています。上の作業に加えて bin/ 以下のファイルを rb2exe や exerb で実行可能にしておく必要があります。コンパイラの準備などが面倒かもしれませんが一応 Windows でも使えます。

RRB によるリファクタリング

さあ、実際にリファクタリングをやってみましょう。

ここでは例として「ローカル変数の変更」「メソッドの抽出」「スーパークラスへのメソッドの移動」の 3 つをとりあげます。

ほかの機能もだいたいこれと同じ手順で利用できるので、これだけ理解すればおよその機能が使えるでしょう。

ローカル変数名の変更

では実際に使ってみましょう。まずはローカル変数名の変更からです。以下のようなスクリプトで、 XComplex.+ のパラメータ o を other に変更しましょう。ファイル名は、 sample1.rb とします。

# 複素数クラス
class XComplex
  attr_reader :im, :re

  def initialize(im, re)
    @im = im
    @re = re
  end

  def +(o)
    XComplex.new(@im+o.im, @re+o.re)
  end

  def to_s
    "#{@re}+#{@im}i"
  end
end

if __FILE__ == $0
  x = XComplex.new(2, 3)
  y = x + XComplex.new(1, 10)
  puts y.to_s
end

さて emacs sample1.rb として起動します。

M-x rrb-rename-local-variable とします。

まずは「どのメソッド」のローカル変数を変更するか、を指定します。 XComplex#+ ですね。 TAB による補完もできます。カーソル位置にあるメソッドがデフォルト値になります。「XC[TAB]+[RET]」と入力すればよいでしょう。

次に、ローカル変数の名前を選びます。これも TAB で補完できます。「o」とします。

最後に、新しい名前を入力します。ここでは「other」とします。

これで完了、下の図のように無事変数「o」が「other」に変更されました。

ローカル変数の他にも、グローバル/インスタンス/クラス変数名、定数名、メソッド名の変更もだいたい同じようにします。例えばインスタンス変数なら「どのクラス」の「なんという名前の変数」を「何」に変更するか、を指定します。アーカイブに含まれる doc/emacs.ja.rd や http://www.kmc.gr.jp/proj/rrb/emacs.ja.html などに多少解説があります。

メソッドの抽出

次にをコードの一部を新たなメソッドとして切り出してみましょう。例として挙げるのは以下のスクリプトです。名前は sample2.rb としましょう。

 class ShoppingBasket
   def initialize
     @basket = []
   end

   def add(item)
     @basket << item
   end

   def print_receipt
     print "**************************\n"
     print "*         KMC Mart       *\n"
     print "**************************\n"
     print "\n"

     @basket.each do |item|
       printf "- %-15s %7d\n", item.name, item.price
     end

     amount = @basket.inject(0){|r, item| r+item.price}

     print "--------------------------\n" # from
     printf "amount: %17d\n", amount      # to
   end
 end

 class Commodity
   attr_reader :name, :price

   def initialize(name, price)
     @name = name
     @price = price
   end
 end

 if __FILE__ == $0
   chocolate = Commodity.new("YARA chocolate", 150)
   cookie = Commodity.new("OHII cookies", 100)
   candy = Commodity.new("AXY candy", 85)

   basket = ShoppingBasket.new
   basket.add(chocolate)
   basket.add(cookie)
   basket.add(candy)

   basket.print_receipt
 end

切り出す部分は from と書かれた行から to と書かれた行までの範囲とします。新しいメソッドの名前は print_footer としましょう。

まず、切り出したい部分の最初の行の適当な位置でマークをします。ただし、行の末尾でマークすると次の行からになるので注意してください。

次に、切り出したい部分の最後の行にカーソルを移動させてください。これも行頭にカーソルを置くと前の行までになるのに注意してください。

そして、M-x rrb-extract-method[RET] とします。新しいメソッドの名前を入力して C-m(Enter) を押せば実行されます。

以下のようになります。切り出す部分で使われているローカル変数は新しいメソッドの引数になります。

さて、 rrb-undo で元にもどしてから、今度は add という名前で切り出してみます。

すると、名前が重複しているため、以下のようなメッセージが表示されます。

このように、ある程度はチェックをしてくれます。ただしこのチェックは完璧ではありません。名前の重複のような低コストでチェックできることしか見ていません。よって、変更後のユニットテストはちゃんとしてください。

メソッドの移動

3 番目の例として、あるクラスのメソッドをそのスーパークラスに移動させましょう。対象となるスクリプトは以下のもの、名前は sample3.rb とします。

 class Employee
   attr_reader :name
   def initialize(name, days)
     @name = name
     @days = days
   end

 end

 class Salesman < Employee
   def initialize(name, days, sales)
     super(name, days)
     @sales = sales
   end

   def base_salary
     if @days > 20
       @days*8000 + (@days - 20)*3000
     else
       @days*8000
     end
   end

   # 給料計算
   # 基本給 + 売上比例
   def salary
     base_salary + (@sales / 250)
   end
 end

 class Engineer < Employee
   # 給料計算
   # 基本給 + 技能給
   def salary
     if @days > 20
       @days*8000 + (@days - 20)*1000 + 20000
     else
       @days*8000 + 20000
     end
   end
 end

 def print_salary(p)
   print p.name, " ", p.salary, "\n"
 end

 if __FILE__ == $0
   okamoto = Engineer.new("Okamoto", 21)
   wada = Salesman.new("Wada", 17, 20_000_000)
   print_salary(okamoto)
   print_salary(wada)
 end

Salesman#base_salary を Employee に移動させましょう。

まず、カーソルを新しいメソッドが置かれる場所に移動させます。その行は空白行である必要があります。

つぎに、 M-x rrb-pullup-method[RET] と入力します。

移動するメソッドを入力します。 Salesman#base_salary と指定します。

最後に、移動先のクラスを指定します。 Employee です。

結果、以下の画像のようになります。

ここからさらに Engineer#salary をリファクタリングしていけますね。

サブクラスへの移動も同様の手順でできます。

Ruby Refactoring Browser の制約

Ruby Refactoring Browser にはいくつか制約があります。

定義部と実行部への分離

Ruby のライブラリによくあるように、スクリプトの一部を「if FILE == $0 … end」で囲む必要があります。そして、そのスクリプトが require で読みこまれた場合、クラス/メソッド/定数の定義だけを行い、実際の実行がされないようにする必要があります。

これは、スクリプトから定数定義情報や、クラスの継承階層を取り出すために、

 require '/tmp/rrb/script1.rb'
 require '/tmp/rrb/script2.rb
 # 以下requireが続く

というスクリプトを生成し、それを ruby の処理系で実行しているからです。

対象となるファイルの範囲

Ruby Refactoring Browser は複数ファイルにまたがるリファクタリングも可能です。そしてリファクタリング対象となるファイルは、その emacs プロセスで読み込まれている Ruby ファイルすべてとなります。ちなみにRubyファイルとは、「.rb」で終わるファイル、もしくは先頭行に「#!/usr/local/bin/ruby」のような shebang な行があるものです。

Emacs には IDE でいうプロジェクトのような概念がありません。そのためこのような仕様になっています。

まったく関連のない ruby スクリプトを編集する場合は Emacs を複数起動してください。

文法の制限

パーサが 1.7 相当にしか対応していませんので、スクリプトも最近変更された文法には対応していません。

Tips

上で書いたように Ruby Refactoring Browser は対象のスクリプトを実行します。そのとき $rrb_run_for_reflection というグローバル変数が true になっています。「if FILE == $0 … end」ではうまくいかない場合はこちらを使えばよいかもしれません。

また、 Ruby Refactoring Browser にはリファクタリング作業専用の undo があります。 M-x rrb-undo とすれば最後にしたリファクタリングがなかったことになります。この機能は特に複数のファイルをリファクタリングしたときに有効です。

最後に

このツールはまだ発展途上にあります。様々なバグレポート、 patch 、その他開発に対する寄与を我々は期待しています。

当プロジェクトは RubyForge を利用しています。プロジェクトページには BTS や CVS リポジトリなどが置いてあります。こちらを利用してください。

Ruby Refactoring Browser で Ruby プログラミングがさらに楽しくなればと願っています。

さて、次回は Ruby Refactoring Browser の機能を様々な IDE やエディタから利用できるようにする方法を解説する予定です。「エディタのプラグインを書く人」というかなり狭い範囲をターゲットにした解説をします。

著者について

私（大林）は京都で大学院生をしています。専門は数学です。また KMC（京大マイコンクラブ）部員でもあります。 Ruby Refactoring Browser の主要開発者です。 Ruby Refactoring Browser は最初 KMC 内部のプロジェクトとして開発を開始しました。

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