Die Verständlichkeit von Code ist ein zentraler Faktor für effiziente Softwareentwicklung. Herausforderungen beim Lesen und Verstehen von Code ergeben sich häufig durch die Begrenzung des menschlichen Arbeitsgedächtnisses, das nur eine begrenzte Menge an Informationen gleichzeitig verarbeiten kann. Klare und sprechende Namen sowie die Reduktion von Argumenten in Methoden tragen entscheidend zur Verbesserung der Lesbarkeit bei. Clean Code-Praktiken bieten hierbei wertvolle Ansätze, um den kognitiven Aufwand zu minimieren und die Codequalität nachhaltig zu steigern.
In dieser Episode des diskutiere ich mit Stefan Mandel und Peter Guntermann die Verständlichkeit von Code und die kognitiven Prozesse des menschlichen Gehirns. Wir beleuchten die Herausforderungen, die Softwareentwickler beim Lesen und Verstehen von Code haben und besprechen die Bedeutung von klaren und sprechenden Namen sowie die Minimierung von Argumenten in Methoden. Wir klären, warum das Arbeitsgedächtnis des Menschen nur eine begrenzte Anzahl von Informationen gleichzeitig verarbeiten kann und wie Clean Code-Praktiken die Lesbarkeit und Verständlichkeit von Code verbessern können.
“Code ist ja auch eine Form von Kommunikation, und wenn ich mich mit Chunks überflutet fühle, dann ist das für das Verständnis natürlich nicht förderlich.” - Peter Guntermann, Stefan Mandel
Stefan Mandel arbeitet als agiler Fullstack-Software-Entwickler bei andrena objects ag mit fast 20 Jahren Erfahrung in diversen Programmiersprachen und Settings. Er hat ein Diplom in Informatik (Compilerbau mit Nebenfach Genetik) und ist seit dem Studium generell sehr interdisziplinär unterwegs. Als Open-Source-Entwickler entwickelt er gerne an Domain Specific Languages und Test-Frameworks (Golden-Master-Tests, Capture-Replay-Tests, Responsive-Layout-Tests).
Als studierter Mathematiker findet Peter Guntermann eigentlich großen Gefallen daran, sich das Hirn über kniffligen Problemen zu zermartern. Doch wenn es darum geht, robuste und leicht wartbare Software zu entwickeln, hält er es am liebsten so simpel und gehirngerecht wie möglich. Clean Code und Domain-driven Design sind hierbei seine wichtigsten Begleiter, um die Herausforderungen im Alltag eines Agile Software Engineers zu bewältigen.
Das Arbeitsgedächtnis ist der Teil des menschlichen Gehirns, der für die kurzfristige Speicherung und Verarbeitung von Informationen zuständig ist. Es hat eine begrenzte Kapazität, typischerweise etwa vier “Chunks” oder Informationsklumpen. Diese Chunks sind die kleinsten Einheiten von Informationen, die im Langzeitgedächtnis gespeichert sind.
Wenn ein Entwickler Code liest, aktiviert er mehrere Chunks gleichzeitig. Dies erleichtert die Verarbeitung, solange die Anzahl der Chunks innerhalb der Grenzen des Arbeitsgedächtnisses bleibt. Erfahrene Entwickler können mehr Chunks verarbeiten, da sie über ein umfangreicheres Langzeitgedächtnis verfügen, das durch jahrelange Erfahrung und Lernen aufgebaut wurde. Dies bedeutet, dass sie in der Lage sind, komplexere Zusammenhänge zu erkennen und zu verstehen, während weniger erfahrene Entwickler möglicherweise Schwierigkeiten haben, die gleichen Informationen zu verarbeiten.
Die Benennung von Codeelementen ist entscheidend für die Verständlichkeit. Wenn ein Entwickler einen Namen verwendet, der für ihn selbst klar ist, bedeutet das nicht zwangsläufig, dass er auch für andere verständlich ist. Gute Benennungspraxis erfordert, dass Entwickler Namen wählen, die allgemein verständlich sind und die richtigen Assoziationen hervorrufen.
Kommentare können nützlich sein, um den Code zu erklären, aber sie können auch die Lesbarkeit beeinträchtigen, wenn sie zu lang oder unklar sind. Der Code sollte so klar und verständlich wie möglich geschrieben werden, sodass Kommentare nur als Ergänzung und nicht als Hauptquelle der Erklärung dienen.
Das menschliche Gehirn hat Schwierigkeiten, mit Zustandsübergängen umzugehen. Entwickler haben Schwierigkeiten, den aktuellen Zustand einer Variable nachzuvollziehen, wenn dieser sich ändert.
Die Kommunikation im Team ist entscheidend, um ein gemeinsames Verständnis zu entwickeln. Durch regelmäßige Diskussionen und Feedback können Missverständnisse vermieden und die Verständlichkeit des Codes verbessert werden.
Die Verständlichkeit von Code ist ein komplexes Thema, das sowohl kognitive Prozesse als auch bewährte Praktiken in der Softwareentwicklung umfasst. Durch die Anwendung der in dieser Episode des Podcasts “Software Testing” diskutierten Prinzipien können Entwickler nicht nur ihre eigene Arbeit verbessern, sondern auch die Zusammenarbeit im Team fördern und die Wartbarkeit des Codes langfristig sichern. Nutzen Sie die oben genannten Tipps und Best Practices, um Ihren Code klarer und verständlicher zu gestalten.
Beim Schreiben von Clean Code sollten vor allem klare Namen für Variablen und Funktionen verwendet werden. Vermeide komplexe, verschachtelte Strukturen, die den Code schwer lesbar machen. Halte Funktionen kurz und prägnant, und sorge dafür, dass jede Funktion eine einzige Aufgabe hat. Unnötige Kommentare können irreführen; schreibe stattdessen selbsterklärenden Code. Schließlich reduziere die Anzahl der Abhängigkeiten und nutze konsistente Formatierungen, um lesbare und wartbare Strukturen zu schaffen.
Um sicherzustellen, dass der Code den Clean Code-Prinzipien entspricht, sollten folgende Schritte beachtet werden: Verwende aussagekräftige Namen für Variablen und Funktionen, um den Code leserlich zu gestalten. Halte Funktionen kurz und fokussiert, damit sie eine klare Aufgabe erfüllen. Kommentiere nur, wenn nötig, und vermeide redundante Informationen. Schreibe automatisierte Tests, um die Funktionalität und Wartbarkeit zu gewährleisten. Führe regelmäßige Code-Reviews durch, um Qualität und Einhaltung der Clean Code-Prinzipien zu überprüfen.
Die besten Beispiele für Clean Code zeigen klare Struktur, Lesbarkeit und Wartbarkeit. Dazu gehören: gut benannte Variablen und Funktionen, die eine präzise Aufgabe erfüllen; der Einsatz von Kommentaren zur Erklärung komplexer Logik; sowie die Verwendung von Formatierung und Einrückungen zur Verbesserung der Übersichtlichkeit. Zudem sollte der Code modular aufgebaut sein, um Wiederverwendbarkeit zu fördern. Clean Code minimiert Fehler und erleichtert zukünftige Anpassungen.
Clean Code verbessert die Softwareentwicklung maßgeblich, indem er die Lesbarkeit und Wartbarkeit des Codes erhöht. Dies erleichtert das Verständnis für neue Teammitglieder und reduziert die Fehleranfälligkeit. Darüber hinaus fördert Clean Code die Wiederverwendbarkeit von Komponenten und beschleunigt die Entwicklung durch klare Strukturen. Teams können effizienter zusammenarbeiten und Änderungen schneller umsetzen. Letztendlich führt Clean Code zu höherer Softwarequalität und geringerem technischen Schuldenaufbau, was langfristig Zeit und Kosten spart.
Die wichtigsten Clean Code Prinzipien sind: Lesbarkeit, Einfachheit, Modularität und Testbarkeit. Schreibe klar benannte Funktionen, die eine einzige Aufgabe erfüllen. Halte den Code frei von überflüssigen Kommentaren und verwende stattdessen sprechende Variablennamen. Teile den Code in kleine, wiederverwendbare Komponenten und sorge dafür, dass jeder Teil unabhängig testbar ist. Regelmäßige Refaktorisierung verbessert die Struktur. Durch diese Prinzipien wird der Code wartbarer und einfacher zu verstehen, was die Qualität des Softwares erhöht und die Zusammenarbeit im Team verbessert.
Clean Code fokussiert sich auf die Schreibweise und Struktur des Codes, um ihn lesbar und wartbar zu machen. Clean Architecture hingegen ist ein architektonisches Muster, das die Software in Schichten organisiert, um Unabhängigkeit von Frameworks, UI und Datenbanken zu gewährleisten. Während Clean Code gute Programmierpraktiken fördert, zielt Clean Architecture darauf ab, die Struktur der gesamten Anwendung zu optimieren. Beide Konzepte ergänzen sich, sind aber unterschiedlich in ihrem Anwendungsbereich.
Clean Code bezeichnet gut lesbaren, wartbaren und effizient strukturierten Quellcode. Er folgt klaren Regeln und Prinzipien, die es Entwicklern erleichtern, Änderungen und Erweiterungen vorzunehmen. Wichtige Merkmale sind verständliche Bezeichner, übersichtliche Struktur, und umfassende Kommentare, die den Code nachvollziehbar machen. Clean Code trägt dazu bei, Fehler zu minimieren und die Zusammenarbeit im Team zu verbessern, da alle Beteiligten den Code schnell erfassen können. Eine Investition in Clean Code zahlt sich langfristig aus, da er die Produktivität steigert und die Softwarequalität erhöht.