Fluent Chaining

Look at the following piece of jQuery code:

Of the two patterns it demonstrates, one is almost decisively bad: you shouldn’t build up DOM nodes this way. To get more concise and maintainable code, it’s better to use one of the client-side templating engines.

The second pattern, however, is hugely interesting. Most often called method chaining, it also goes by a more glamorous name of fluent interface. As you can see by a careful look at the code sample above, the idea is pretty simple:

Whenever a method is mostly mutating object’s state, it should return the object itself.

Prime example of methods that do that are setters: simple function whose pretty much only purpose is to alter the value of some property stored as a field inside the object. When augmented with support for chaining, they start to work very pleasantly with few other common patterns, such as builders in Java.
Here’s, for example, a piece of code constructing a Protocol Buffer message that doesn’t use its Builder‘s fluent interface:

And here’s the equivalent that takes advantage of method chaining:

It may not be shorter by pure line count, but it’s definitely easier on the eyes without all these repetitions of (completely unnecessary) builder variable. We could even say that the whole Builder pattern is almost completely hidden thanks to method chaining. And undoubtedly, this a very good thing, as that pattern is just a compensation for the deficiencies of Java programming language.

By now you’ve probably figured out how to implement method chaining. In derivatives of C language, that amounts to having a return this; statement at the end of method’s body:

and possibly changing the return type from void to the class itself, a pointer to it, or reference:

It’s true that it may slightly obscure the implementation of fluent class for people unfamiliar with the pattern. But this cost comes with a great benefit of making the usage clearer – which is almost always much more important.

Plus, if you are lucky to program in Python instead, you may just roll out a decorator ;-)

Singleton is Bad Example

Design patterns are often criticized, typically in the context of object-oriented programming. I buy into many such critiques, mostly because I value simplicity as one of the most important qualities of good code. Patterns – especially when overused – often stand in the way to achieve it,

Not all critique aimed towards design patterns is well founded and targeted, though. More specifically, the example I’ve seen brought up quite often is the Singleton pattern, and I don’t think it’s a good one in this context. Actually, for making a case for design patterns being (sometimes) harmful, the singleton is probably one of the worst picks.
Realizing this is important, because whatever point you’re trying to convey will be significantly watered down if you use an inadequate example. It’s just too easy to make up counterarguments or excuses, concentrating on specific flaws of your sloppy choice, rather than addressing more general issues you wanted to put some light on. A bad example can simply be a red herring, drawing attention from the topic you wanted it to stand for.

What’s so bad about singleton pattern, though?

It’s not representative

Especially in their classic incarnation formulated in famous work of Gang of Four, design patterns are mostly about increasing robustness and flexibility of software design by introducing additional layers of indirection between existing concepts. For instance, you can consider the Factory pattern as proxy that separates the process of creating an object from specific type (class) of that object.

This goes along the same lines as separation between interface and implementation, a fundamental concept behind the whole object-oriented paradigm. The purpose is to decrease coupling, i.e. dependencies between different parts of the code, and it’s noble goal in its own regard.

Unfortunately, the Singleton pattern doesn’t really aid us in this pursuit. Quite the opposite: it talks about having at most one single instance of some class, which will easily make it a choke point for many otherwise independent parts of program logic. It happens especially often with top-level objects, representing whole subsystems; thanks to making them into singletons, they end up being used almost everywhere.

It has lots of its own problems

We also shouldn’t forget what singletons really are – that is, global variables. (You can have singletons with more limited scope, of course, but OO languages typically support them as language feature that doesn’t require dedicated design pattern). The pattern attempts to abstract them away but they tend to leak out rather eagerly, causing numerous problems.
Indeed, there are all sorts of nastiness related to global variables, with these two being – in my opinion – the most important ones:

• They play badly when concurrency is involved. Global state is the prime cause of difficulties in concurrent programming, which is why one of the possible solutions is just doing away with state altogether (see functional programming). Regardless whether you are willing to go to such extremes, it’s indisputable that global variables in concurrent setting are liability to be minimized, if not straight out eliminated.
• They complicate automated testing. Modules that use global variables cannot really be unit tested, because they have (implicit) interdependencies with other parts of the code that use them. More importantly, it can be hard to replace global singletons with their mocked (“fake”) versions for the purpose of testing.

It is worth noting that these problems are somewhat language-specific. In several programming languages, you can relatively easily create “global” variables which are only apparent; in reality, they proxy to thread-local and/or mockable objects, addressing both concerns outlined above.
However, in such languages the Singleton pattern is often obsolete as explicit technique, because they readily provide it as part of the language. For example, Python module objects are already singletons: their singularity is guaranteed by interpreter itself.

Try something else

So, if you are to discuss the merits of software design patterns: pros and (specifically) cons, make sure you don’t base your whole argumentation on the example of Singleton. Accuracy, integrity and honesty would require choosing a target which is more representative and has no severe, unrelated issues.

Something like, say, Iterator. Or Factory. Or Composite.
Or pretty much anything else.

The Principle of Two Hacks

At work I’ve got a colleague who displays unusual aptitude in coming up with amusing terminology for everyday (coding) things. Among those, the Cake Pattern is always certain to provoke few laughs.

Recently, though, I heard him mention a great common sense rule for any development decision, from the grand architecture down to single line of code. It can be phrased like this:

One hack is fine. But if you need another one on top of the first, it’s probably high time to really consider what you are doing.

For good measure, I’ll call it a Principle of Two Hacks, and I’m pretty convinced that it’s a very beneficial rule to apply in programming – especially when creating any non-trivial, not throw-away programs.

At first it may sound rather vague, however. It’s concept of a “hack” is not easily explicable, or put into indisputable definitions. But that’s what makes it powerful: we don’t need to invoke elaborate (and often controversial) notions of design patterns or abstraction to be able to discuss them.

At best, the ideas of accidental complexity or technical debt might be somewhat close to what developers typically deem as a hack. In practice, this is mostly an opaque intuition that stems from experience or skill, and it’s usually very hard to express in words. Yet, it’s always apparent whenever we encounter it, even though the exact sensation may vary considerably: from a dim feeling that something is maybe a bit off, up to severe intellectual nausea caused by looking at really bad code.

I also like how extremely pragmatic this principle is. Quick-and-dirty fixes making it into production code are just a fact of life, and we are not prohibited from letting them slip. What we are strongly advised here is to maintain integrity of the software we’re writing, trying not to stack one hack upon another.

But even that is not absolute, nonnegotiable gospel; there might still be valid reasons to loosen up its structure. The important part, however, is to notice when we’re doing something fishy and consciously decide whether or not it is a good idea. It is much better than just plunging forward with total disregard of sanity of future maintainers.

Ultimately, this principle is just subtly telling us to think, and that is never a bad advice.

Standardy kodowania jako choroba dziedziczna

Ponieważ programowaniem zajmuję się już od dość długiego czasu, mam w tym nieco doświadczenia praktycznego. Przez ten czas zdążyłem też zmienić część swoich poglądów na niektóre rzeczy z tym związane. Mówiąc trochę górnolotnie: stałem się bogatszy o wiedzę z życia wziętą :)
Jedną z takich nauczek życiowych jest to, by nie ufać zbytnio standardom, zaleceniom i innym tzw. dobrym praktykom podpowiadających (a czasem wręcz nakazujących), jak powinien wyglądać pisany przez nas kod. Dotyczy to na przykład instrukcji rzekomo złych “z natury” i innych tego rodzaju przesądów. Tak, uważam określenie ‘przesądy’ za uprawnione w wielu przypadkach.

Nie jestem ponadto odosobniony w tych poglądach – ba, wśród swoich kolegów po fachu mógłbym wskazać wielu kilku, którzy są pod tym względem nawet bardziej… radykalni :) Jak już jednak wspomniałem na początku, nie zawsze tak było. Kiedyś miałem bardziej rygorystyczne i pryncypialne podejście do kwestii tego, jak kodować należy lub nie należy. Skąd brałem dla niego uzasadnienie, jeśli nie z praktyki, której wtedy zbyt wiele jeszcze nie miałem?…
Ano właśnie – tu dochodzimy do sedna. Przekonanie to brało się głównie – jeśli nie wyłącznie – ze wszelkiego typu materiałów pomocniczych do nauki programowania: książek, kursów, artykułów, czasem dokumentacji. Choćby nie wiem jak techniczne i merytoryczne były te teksty, w każdym – co do jednego, z moim skromnym dziełem włącznie – znajdą się rady, zalecenia, wskazówki i inne “metainformacje” odnośnie tego, jak programować należy – a nie tylko o tym, jak można. Czy ktoś widział w kursie programowania opis instrukcji goto (że pozwolę sobie użyć najbardziej typowego przykładu), który nie zawierał chociaż śladowej wzmianki o tym, iż.. no, w zasadzie to nie należy jej używać?… …Tak myślałem ;-)

Nasuwającą się od razu repliką w obronie autorów jest sugestia, że w sumie to przecież całkiem dobrze, iż uczą oni nowicjuszy tego, co sami musieli wcześniej wypracować przez lata. Nie wątpię wręcz, że taka intencja – oszczędzenia początkującym trudności – rzeczywiście autorom przyświeca. Dodają oni do pisanych przez siebie tekstów, kursów, tutoriali, itp. liczne wskazówki, te wszystkie dos and don’ts właśnie dlatego, iż wierzą w to, że w ten sposób pomogą swoim czytelnikom od razu, już na starcie kodować w sposób przejrzysty, efektywny, elastyczny, elegancki, “łatwo konserwowalny”, i tak dalej.

“Pamiętaj synku, by się zabezpieczać:
dawaj const, gdzie tylko możesz.”
(Źródło obrazka)

Chwalebne intencje – nie da się ukryć. Ale nietrudno jest wskazać przynajmniej dwa błędy takiego rozumowania. Pierwszym jest założenie, że każdą wiedzę i każdą umiejętność da się przekazać innym – czyli że w ogóle istnieje “droga na skróty”, niejako omijająca zdobywanie doświadczenia praktycznego w danej dziedzinie (w tym przypadku w programowaniu). Żeby stwierdzić, że to jednak nieprawda, wystarczy zastanowić się, czy ukończenie podstawowego kursu szachów u arcymistrza da nam od razu ELO 2500. Niestety w rzeczywistości dojście do takiego poziomu wymaga dziesiątków tysięcy rozegranych partii – i nic się na to nie poradzi.
Drugim błędem jest przyjmowanie, że przekazywane mądrości są faktycznie odpowiednie dla odbiorców. Nie, nie chcę wcale sugerować, że ktoś może mieć traumę z powodu wczesnych doświadczeń z hermetyzacją czy wzorcem fabryki ;) Raczej sugeruję, że przywiązując zbyt wielką wagę do przekazywanych zaleceń, początkujący mogą stracić wiele czasu na dopasowywanie swoich pierwszych programów do ich wysoko zawieszonej poprzeczki – najczęściej zupełnie niepotrzebnie. Gra w zgadywanie liczby, kółko i krzyżyk czy tetris nie potrzebują zwykle skomplikowanej, wewnętrznej architektury z dokładnie zaprojektowanymi relacjami między klasami i starannym oddzieleniem interfejsu od implementacji. Prosi się to bowiem o przytoczenie znanego powiedzenia na temat artylerii i pewnego gatunku insekta :)

Tak oto okazuje się więc, że zalecenia i rady tudzież – szumnie nazywane – standardy kodowania są “dziedziczone” przez początkujących programistów od autorów książek, kursów i tutoriali, którzy je tam umieszczają pomiędzy objaśnieniami kolejnych konstrukcji językowych czy elementów API. A że ponadto, jak opisałem wyżej, standardy te zbyt wcześnie poznane mogą być nie tyle nawet zbędne, co wręcz szkodliwe, pozwalam sobie nazwać je ‘chorobami dziedzicznymi’. Nic tak bowiem nie trafia do wyobraźni jak obrazowe porównanie ;>
Zakończyć chcę jednak optymistycznym akcentem. Otóż choroby te są jak najbardziej uleczalne. Terapia jest też nieskomplikowana i – jak sądzę – skuteczna. Trzeba po prostu kodować, kodować i jeszcze raz kodować :)

Antywzorce

Kto koduje trochę dłużej z użyciem technik programowania obiektowego, ten zapewne zna ideę wzorców projektowych. Są one czymś w rodzaju przepisów na określone klasy i związki między nimi, które rozwiązują konkretne problemy. Przykładowo znany wzorzec Iterator stwarza uniwersalny sposób na dostęp do elementów kolekcji – niezależnie od tego, czy jest to lista, drzewo, zwykła tablica, itp.

Ale oprócz tych pożytecznych wzorców istnieją też… antywzorce. Zdecydowanie nie są one instrukcją, jak pewne fragmenty programów pisać. O nie, wręcz przeciwnie – mówią one, jak ich nie pisać i pokazują typowe oraz mniej typowe błędy popełnione we wszystkich fazach tworzenia oprogramowania.
Więcej o nich można poczytać choćby w Wikipedii. Zamieszczona tam lista jest niezwykle obszerna, ale trudno się dziwić – mówimy przecież o sposobach, jak zrobić coś źle, a w tej dziedzinie ludzkość ma wybitne osiągnięcia :)

Do ciekawszych (i pouczających) przykładów takich antywzorców należą chociażby:

• Magiczne liczby – obecność w kodzie wartości liczbowych (poza trywialnymi w rodzaju 0 czy 1) bez ich podpisania komentarzami lub pośrednictwa stałych
• Boski obiekt – klasa tak wielka i złożona, że zawiera się w niej cała funkcjonalność programu. Ktoś, kto używa takiego potworka najpewniej nie rozumie zasad programowania obiektowego i ma złe strukturalne przyzwyczajenia
• Magiczny przycisk – pisanie kodu wykonującego wewnętrzne czynności programu bezpośrednio w treści procedur zdarzeniowych interfejsu użytkownika
• Uniwersalny wytrych – stosowanie podobnego lub tego samego rozwiązania dla zupełnie odrębnych problemów
• Sekwencja pętla-switch – niezwykle “pomysłowy” sposób na zakodowanie kilku następujących po sobie czynności przy pomocy pętli i instrukcji wyboru, która zależnie od tego czy jest to 1., 2., czy N-ta iteracja wykonuje jakieś z góry ustalone czynności. Przyznam, że gdy to pierwszy raz zobaczyłem, nie mogłem wprost uwierzyć, że ktoś może wpaść na coś tak niedorzecznego

Jak widać ten antywzorce dotyczą wielu różnych aspektów programowania i projektowania, i czasami ich niepoprawność wcale nie jest taka oczywista. (Chociaż na pewno ostatnia pozycja z listy powyżej jest aż nazbyt oczywista). Warto zatem zapoznać się z nimi; dzięki temu możemy znaleźć inspirację zarówno do unikania błędów, jak i ich popełniania ;]