Die Softwareentwicklung ist eine faszinierende und anspruchsvolle Disziplin. Mit immer komplexeren Anforderungen und einem breiten Spektrum von Technologien, ist die Entwicklung von Software zu einer immer komplexeren Aufgabe geworden. Als hervorragendes Beispiel kann meine aktuelle Entwicklung einer C# Desktop-Anwendung mit mehr als 100 Klassen dienen. In diesem Artikel werde ich die Herausforderungen und Schwierigkeiten, die mit einem solchen Projekt einhergehen, genauer ansehen und dabei das Bild erötern, das den Aufrufstapel einer abgeleiteten WPF-Klasse zeigt.
Die C# WPF-Anwendung: Eine komplexe Welt
Eine komplexe C# Desktop-Anwendung mit über 100 Klassen und 500 Funktionen (auch Methoden genannt) ist ein Paradebeispiel für die Komplexität moderner Softwareentwicklung. Bei einem solchen Projekt sind zahlreiche Komponenten und Module miteinander verbunden, um eine reibungslose Funktionalität zu gewährleisten. Diese Klassen können sowohl grundlegende Datentypen als auch komplexe Entitäten umfassen. Dabei ist es entscheidend, sich an etablierten Entwurfsmustern (Pattern) auszurichten und die Abhängigkeiten zwischen den Klassen zu verwalten, um einen klaren und verständlichen Code zu gewährleisten.
Zitat aus dem Wikipedia-Artikel [1]: „Mit der Anzahl der Abhängigkeiten zwischen Teilen der Software steigt die Anzahl der Interaktionen und somit die Komplexität der Software. Das Verständnis der Abhängigkeiten und Interaktionen hat einen großen Einfluss auf das gesamte Verständnis der Software“. Es wird schwieriger, den Überblick zu behalten, die Fehlerursache zu finden und sicherzustellen, dass jede Klasse ihren Zweck erfüllt, ohne andere Teile der Anwendung zu stören. Als Entwickler plane ich sorgfältig, wie die Klassen strukturiert sind, wie sie miteinander kommunizieren und wie sie getestet werden. Dies erfordert eine umfassende Kenntnis von C#, den .NET-Frameworks und bewährten Entwurfsprinzipien (siehe Buch Entwurfsmuster [2])
Der Aufrufstapel gibt einen Einblick in die C#-Komplexität
Das Debuggen ist ein integraler Bestandteil der Softwareentwicklung und ermöglicht es mir, Fehler oder Optimierungen zu finden. Bei einer C# Desktop-Anwendung kann das Debuggen jedoch zu einer Herausforderung werden. Die Abbildung zeigt den Aufrufstapel während des Debuggens einer abgeleiteten WPF-Klasse (Framework Windows Presentation Foundation[3]).
Der Aufrufstapel ist eine wichtige Ressource der IDE (zu sehen ist hier JetBrain Rider [4]) für Entwickler, um nachzuverfolgen, wie der Code ausgeführt wird. Bei einem komplexen Projekt wie diesem kann der Aufrufstapel sehr tief sein. Als erfahrener Entwickler bin ich in der Lage, diese Informationen im Aufrufstapel zu analysieren, um die Ursache von unerwartetem Verhalten zu finden.
In diesem Bild sehen wir, wie eine Kontextmenü-Funktion für eine Liste in dem Programm verarbeitet wird. Der Aufrufstapel (hier die linke Liste) zeigt die Reihenfolge der Funktionsaufrufe, die zu dem Zeitpunkt der Unterbrechung für die Analyse einiger Variablen, aufgerufen wurden. Die Herausforderung besteht darin, zu verstehen, wie die Kontrolle durch verschiedene Teile des Codes übergeben wird und wie Daten (hier in dem rechten Fenster) zwischen den Klassen übertragen werden. Dies erfordert nicht nur technisches Wissen, sondern auch eine tiefgehende Kenntnis und Verständnis der Anwendungslogik und des Code-Designs. Die IDE hilft hierbei, durch unterschiedliche Farben der Funktionen, zwischen Code des Projekts (hier weiß) und Code des Frameworks (hier violett) zu unterscheiden.
Bewältigung der Komplexität
Um die Komplexität der Softwareentwicklung in Projekten mit vielen Klassen zu bewältigen, sind mehrere bewährte Ansätze erforderlich:
- Gutes Code-Design Eine klare Strukturierung des Codes und die Verwendung von Entwurfsprinzipien wie SOLID helfen, die Abhängigkeiten zu minimieren und den Code verständlicher zu machen.
- Gute Werkzeuge Um schnell und effektiv komplexe Software zu entwickeln, führt wie in anderen Branchen auch, nichts an guten Werkzeugen vorbei. Für die C#-Entwicklung verwende ich die umfangreiche IDE Rider von JetBrains [4]. Rider stellt Debugging-Tools die den Aufrufstapel visualisieren, für das erleichterte Finden von Fehlern und Optimierungen der Leistung bereit.
- Unit-Tests Durch das Schreiben von Unit-Tests können Entwickler sicherstellen, dass jede Klasse ordnungsgemäß funktioniert und Fehler frühzeitig erkennen.
Mit den richtigen Ansätzen und Werkzeugen können die Herausforderungen gemeistert werden, um robuste und zuverlässige Software zu erstellen. Das Bild des Aufrufstapels beim Debuggen verdeutlicht, wie wichtig es ist, die Kontrolle über den Code zu behalten und gleichzeitig die Komplexität zu managen. Wollen Sie eine bestehende Anwendung weiterentwickeln? Über einen Kontakt werde ich mich freuen!
Weblinks
- Deutscher Wikipedia-Artikel Komplexität (Informatik)
- Buch Entwurfsmuster von Addison-Wesley
- Microsoft Learn Desktopleitfaden (WPF .NET)
- C#-Entwicklungsumgebung JetBrain Rider