[pt] 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. / [en] 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.

[pt] Contexto: Várias mudanças de código aplicadas ao evoluir funcionalidades visam melhorar atributos internos de qualidade como coesão. Tais mudanças são as refatorações. Refatorações não dirigidas podem piorar, e não melhorar, atributos internos. Porém, o saber atual é insuficiente para gerir atributos internos durante a evolução do sistema. Objetivo: Nosso primeiro objetivo é entender como refatorações afetam atributos internos ao evoluir sistemas, mitigando limitações de escopo de estudos anteriores. Nosso segundo objetivo é atender uma carência por evidência quantitativa sobre como gerir atributos internos críticos via refatorações ao evoluir sistemas. Um atributo interno é crítico se sua medição assume valores anômalos. Baixa coesão é um exemplo de atributo crítico. Método: O primeiro estudo estende uma avaliação quantitativa da relação entre refatorações e cinco atributos internos: acoplamento, coesão, complexidade, herança e tamanho. Incluímos novas análises e resolvemos ameaças à validade da literatura. O segundo estudo contém estudos de caso qualitativos baseados em grupo focal. Em dois casos industriais, promovemos discussões sobre o quanto (e por que) atributos críticos são relevante ao evoluir funcionalidades. Por fim, cruzamos os achados dos dois estudos para discutir como gerir atributos críticos via refatoração ao evoluir funcionalidades. Resultados: Aproximadamente 64 por cento das refatorações melhoram ou não afetam os atributos internos. Desenvolvedores parecem refatorar até melhorar os atributos mais relevantes, ignorando outros atributos internos possivelmente críticos. Baixa coesão e alta complexidade são percebidos como relevantes e tornam mais difícil evoluir funcionalidades. Alto acoplamento, herança larga e tamanho largo são percebidos como irrelevantes ao implementar funcionalidades especialmente complexas, por exemplo. Ao cruzar dados entre estudos, discutimos como refatorações podem melhorar atributos internos, inclusive atributos críticos. Conclusões: Os achados dos nossos estudos podem apoiar a gestão de atributos críticos relevantes aos desenvolvedores, mas também preservar outros atributos que podem se tornar críticos. / [en] Context: Several software changes applied while evolving software features aim at improving internal quality attributes, e.g. cohesion. These changes are the refactorings. Non-assisted refactorings might worsen, rather than improve, internal attributes. However, current knowledge is insufficient for managing internal attributes during software evolution. Objective: Our first objective is assessing how refactorings affect internal attributes during software evolution by filling gaps of past work on study scope. Our second objective is filling gaps of qualitative evidence on how to manage critical internal attributes via refactorings while evolving features. An internal attribute is critical when its measurement has anomalous values. Low cohesion is an example of critical attribute. Method: Our first study extends a large quantitative assessment of the relationship between refactorings and five internal attributes: cohesion, complexity, coupling, inheritance, and size. We include a more detailed statistical analysis and address major threats to validity of past work. Our second study is a qualitative case study based on focus group. We selected two industry cases to promote discussions on how much (and why) critical attributes are relevant while evolving features. Finally, we crossed the findings from both conducted studies aimed at discussing how critical attributes can be addressed via refactoring when evolving features. Results: About 64 per cent of refactorings either improve or keep the internal attributes unaffected. Developers seem to perform refactorings until the most relevant internal attributes are improved, thereby neglecting other internal attributes that may be critical. Low cohesion and high complexity are perceived as relevant because they often make evolving features harder than usual. High coupling, large inheritance, and large size are perceived as irrelevant when developers implement especially complex features. By crossing the findings from both studies, we discuss how refactorings can improve internal attributes, especially the critical ones. Conclusions: The findings of our studies can support managing critical attributes that developers typically find relevant, while preserving other attributes that may become critical.