Quando si sviluppa un'applicazione, il processo può sembrare un puzzle complesso. Ogni pezzo deve incastrarsi perfettamente con gli altri, e se una parte della struttura non è corretta fin dall'inizio, il progetto rischia di diventare instabile. Per questo motivo, creare una solida base di partenza è essenziale. Un approccio utile, che è al centro di molte pratiche moderne di sviluppo software, è lo stubbing, un processo che permette di costruire la "scorza" di un'applicazione prima di occuparsi dei dettagli funzionali. Con l'aiuto delle AI generative, questo processo diventa ancora più veloce e preciso.

Lo stubbing, in breve, è il processo di creare versioni semplificate dei componenti del codice prima di implementare le funzionalità complete. È simile a costruire la struttura di una casa senza aggiungere immediatamente le pareti o gli impianti elettrici e idraulici. In questo modo, possiamo concentrarci sulla struttura generale e testare il flusso dell'applicazione senza farci distrarre dai dettagli di implementazione. Una volta che la base è solida, possiamo procedere a inserire il codice effettivo, con la certezza che la struttura reggerà.

I benefici dello stubbing sono molteplici. Prima di tutto, consente un'integrazione precoce dei vari componenti dell'applicazione. Se ci sono problemi di compatibilità tra le varie parti, questi possono essere identificati rapidamente. Inoltre, lo stubbing favorisce lo sviluppo parallelo: i membri del team possono lavorare su componenti diversi contemporaneamente, grazie alla possibilità di simulare le dipendenze tra di essi. Un altro vantaggio è la testabilità: con i "placeholders" di codice, possiamo testare l'intera applicazione, verificando la funzionalità generale senza entrare nei dettagli dei singoli moduli. Questo approccio consente anche di iterare più velocemente, poiché è possibile apportare modifiche sostanziali senza dover riscrivere grandi porzioni di codice.

Lo stubbing strategico è fondamentale. È importante creare i "placeholders" solo per le funzionalità che si intende effettivamente implementare. Non bisogna eccedere nella creazione di stubs per caratteristiche che potrebbero non essere necessarie. Un buon punto di partenza è definire metodi e strutture di classi vuoti, stabilendo così le interfacce tra i vari componenti. Successivamente, si possono implementare le singole funzionalità in modo incrementale, evitando la tentazione di scrivere troppe righe di codice fin dall'inizio. Un altro aspetto importante è l'uso di commenti "TODO" nei propri stubs, per documentare chiaramente l'intento di ogni parte di codice.

Generative AI può accelerare questo processo in modo incredibile. Ad esempio, supponiamo di avere la necessità di connetterci a un database. Invece di scrivere immediatamente il codice complesso per la connessione al database, possiamo creare uno stub con l'aiuto dell'AI, che simula il comportamento del codice senza dover realmente implementare ogni singola funzione. Un esempio di stub potrebbe essere un gestore di database che non fa altro che stampare messaggi di segnaposto, ma che ci consente già di testare la logica generale dell'applicazione. Man mano che il progetto si sviluppa, potremo sostituire gradualmente gli stubs con codice funzionante.

L'importanza di estrarre i requisiti in modo chiaro e preciso non può essere sottolineata abbastanza. La fase di raccolta dei requisiti è cruciale per il successo di qualsiasi progetto software. È fondamentale comprendere appieno le esigenze di tutti gli stakeholder, non solo elencando ciò che il software dovrebbe fare, ma interpretando anche le necessità e i vincoli impliciti. Un errore comune è prendere i requisiti troppo alla leggera o, peggio, correre troppo velocemente nella loro interpretazione. Qui, l'uso di strumenti basati su AI può risultare determinante. Non solo accelerano il processo, ma migliorano anche la qualità delle informazioni raccolte. Le AI generative possono infatti suggerire potenziali scenari o interpretare ambiguità, aiutando a definire con maggiore precisione ciò che è veramente necessario per il successo del progetto.

Il vantaggio di usare l'intelligenza artificiale in tutte queste fasi è quello di risparmiare tempo e ridurre il rischio di errori umani. Tuttavia, è fondamentale ricordare che, nonostante l'efficacia degli strumenti AI, il controllo umano rimane indispensabile. La verifica tecnica e l'accuratezza delle implementazioni devono sempre passare sotto la lente dell'esperto, per garantire che ogni parte del codice rispetti gli standard necessari e funzioni come previsto. La collaborazione tra l'umano e la macchina, quindi, non è un sostituto del pensiero critico e della competenza tecnica, ma piuttosto un potenziamento delle capacità umane.

Con il tempo, imparare a usare questi strumenti diventerà una parte naturale del tuo flusso di lavoro. Sarai in grado di integrare l'intelligenza artificiale in modo strategico, utilizzandola per le fasi di brainstorming, stesura e revisione del codice. L'obiettivo non è sostituire il lavoro umano, ma migliorarlo, risparmiando tempo per concentrarsi sulle scelte più importanti che richiedono creatività, strategia e esperienza.

Come organizzare una struttura di applicazione con l'uso di stub e l'assistenza dell'intelligenza artificiale

L'organizzazione di un'applicazione software è un passaggio cruciale che influisce non solo sulla gestione del progetto, ma anche sulla sua manutenibilità e scalabilità. Uno degli approcci più efficaci per realizzare una struttura ordinata e modulare è quello di utilizzare i "stub", ovvero funzioni vuote che rappresentano temporaneamente le operazioni che verranno implementate successivamente. Questo approccio, sebbene sembri semplificato, offre numerosi vantaggi nel processo di sviluppo, tra cui una chiara separazione delle preoccupazioni e la possibilità di concentrarsi su singoli componenti senza preoccuparsi immediatamente dei dettagli di implementazione.

Nel contesto dello sviluppo di applicazioni, in particolare utilizzando strumenti basati sull'intelligenza artificiale (IA) come ChatGPT o GitHub Copilot, è possibile ottimizzare la fase di progettazione creando una struttura preliminare dell'applicazione che può essere successivamente perfezionata. Partendo dalla generazione automatica di un'organizzazione di file e directory, i cosiddetti "stub" vengono distribuiti all'interno delle classi e dei file pertinenti. Questi stub fungono da segnaposto per le funzionalità future, consentendo una visione chiara dell'architettura complessiva prima che vengano scritti i dettagli del codice.

Per esempio, una tipica classe di gestione delle domande in un'applicazione, come quella che gestisce un database di quiz, può essere progettata con stub come connect_to_database(), update_database(), e fetch_questions(). Questi metodi non contengono ancora implementazioni, ma danno agli sviluppatori un punto di partenza chiaro per lavorare. Lo stesso principio si applica ad altri componenti, come il selettore di domande o il modulo di valutazione, che vengono progettati come metodi vuoti all'interno di file specifici come question_selector.py o grader.py.

Una volta che la struttura di base è stabilita, il passo successivo consiste nell'implementare effettivamente i metodi. Con una struttura solida già definita, gli sviluppatori possono concentrarsi sul riempire ciascun stub con la logica necessaria, adottando un approccio di sviluppo iterativo che permette di aggiungere piccoli pezzi di funzionalità a mano a mano che il progetto evolve. È importante ricordare che, sebbene l'IA possa suggerire una struttura ottimale, la decisione finale spetta sempre agli sviluppatori, che devono valutare se tale struttura si adatta realmente alle esigenze specifiche del progetto.

Tuttavia, l'uso dell'IA nel design del software non è privo di limitazioni. In molti casi, gli strumenti di IA suggeriscono tecnologie o approcci che sono popolari, ma non necessariamente adatti a tutti i contesti. Ad esempio, un modello potrebbe consigliare di utilizzare React per una parte di un'applicazione anche se una soluzione diversa sarebbe più appropriata per i requisiti del progetto. In altre parole, l'intelligenza artificiale non è un sostituto della creatività e del giudizio umano, ma piuttosto uno strumento per accelerare i processi più routinari e offrire nuovi spunti.

Uno degli aspetti fondamentali che va compreso quando si lavora con l'IA è che essa non è in grado di comprendere a fondo le specificità del team di sviluppo o le limitazioni tecniche di un determinato progetto. Gli sviluppatori devono essere pronti a mettere in discussione le raccomandazioni proposte, tenendo sempre presente che l'IA è solo un assistente, non un decision maker. Per questo motivo, è essenziale validare ogni suggerimento dell'IA in base ai requisiti reali del progetto, utilizzando la propria esperienza e competenza per fare le scelte migliori.

Nel momento in cui si inizia a scrivere il codice, come nel caso di un'applicazione Flask, l'assistenza dell'IA può essere decisiva per comprendere come configurare correttamente l'ambiente di sviluppo, ma solo se il codice generato viene compreso e integrato correttamente nel progetto. Ad esempio, mentre GitHub Copilot può fornire suggerimenti su come inizializzare una semplice applicazione Flask, come quello che fa partire il server web e visualizza una pagina con "Hello, World!", è fondamentale che lo sviluppatore comprenda ogni parte del codice per evitarne l'uso in modo superficiale o errato.

Per questo motivo, l'IA deve essere vista come una fonte di ispirazione e supporto, non come un sostituto per il processo decisionale critico. L'intelligenza artificiale può accelerare lo sviluppo, ma non può prendere decisioni al posto dello sviluppatore. Ogni suggerimento dell'IA dovrebbe essere considerato come una proposta che può essere accettata, modificata o scartata in base alla necessità.

Un altro aspetto da considerare è che la collaborazione tra più strumenti basati su IA può portare a risultati migliori. L'approccio ideale consiste nell'ottenere diverse prospettive, combinando suggerimenti provenienti da varie sessioni di IA per ottenere soluzioni ottimali. Questo approccio di collaborazione con l'intelligenza artificiale arricchisce il processo di progettazione e consente di ottenere risultati più completi e personalizzati.

L'adozione dell'IA per la creazione di una struttura di applicazione software rappresenta un passo importante verso un ciclo di sviluppo più rapido ed efficiente. Tuttavia, va sempre mantenuta la consapevolezza che la responsabilità finale della progettazione e dell'implementazione resta nelle mani degli sviluppatori, che devono applicare il proprio giudizio e la propria esperienza per garantire che l'IA venga utilizzata come un valido supporto e non come un arbitrario punto di riferimento.

Come si possono generare test unitari efficaci con l'AI generativa?

L’adozione dell’intelligenza artificiale generativa nella scrittura di test unitari sta trasformando il modo in cui gli sviluppatori affrontano la qualità del software. In un esempio concreto, utilizzando un prompt semplice ma ben costruito, è stato possibile generare una suite completa di test per la classe Questions sfruttando unittest. L’AI, senza bisogno di istruzioni dettagliate, ha dedotto il contesto operativo analizzando la struttura del codice esistente, creando dinamicamente un database in memoria che riflette il modello della base dati reale.

Il test parte dalla definizione della struttura della base di dati: tabelle questions, sessions e question_sets vengono create in memoria, con dati minimi ma significativi inseriti per simulare una situazione reale. Questo setup è fondamentale, perché isola l’ambiente di test da quello di produzione e garantisce la ripetibilità. La connessione viene aperta nel metodo setUp() e chiusa in tearDown(), rispettando la logica classica di unittest.

Ogni metodo della classe Questions viene testato singolarmente: il recupero di tutte le domande, il recupero di una domanda specifica, la generazione di un question set, la logica per le domande già risposte, la selezione della prossima domanda, la memorizzazione delle risposte e l’aggiornamento dei risultati. La granularità è essenziale qui: ogni metodo ha un test dedicato, che verifica con precisione l’output atteso. Se anche solo un’asserzione fallisce, l’intero test viene marcato come fallito, rendendo evidente dove intervenire.

L’efficacia di questo approccio risiede nella capacità dell’AI di cogliere la struttura implicita del sistema. Non sono stati inseriti mock o astrazioni inutili; al contrario, l’AI ha replicato un ambiente il più simile possibile a quello reale, ma in modo controllato. Blackbox AI, nello specifico, ha dimostrato un’intelligenza contestuale superiore rispetto ad altri strumenti come Copilot o Tabnine. È riuscita a inferire automaticamente l’uso di un database in memoria, una scelta logica per il testing ma non esplicitamente specificata.

Per completare l’integrazione, sono stati aggiunti manualmente due elementi: l’inserimento del percorso corretto nel sys.path per permettere l’import del modulo Questions, e l’avvio esplicito dei test con unittest.main(). Con queste minime modifiche, i test hanno funzionato al primo tentativo, producendo risultati coerenti con quanto atteso.

Successivamente, lo stesso scenario è stato testato con pytest. Anche in questo caso, l’AI ha generato una versione equivalente della suite di test, utilizzando fixture per l’inizializzazione del database e funzioni di test semplici, chiare e coerenti. pytest, grazie alla sua sintassi più espressiva e meno verbosa, ha beneficiato dell’approccio generativo, rendendo i test ancora più leggibili e manutenibili. L’assenza di boilerplate e l’uso di assert diretti hanno permesso una maggiore concisione senza perdita di chiarezza.

Quello che emerge è un nuovo paradigma: l’AI non si limita a generare codice su comando, ma interpreta, analizza e riproduce strutture coerenti con l’ambiente circostante. La scrittura dei test, da attività meccanica e spesso trascurata, diventa un momento di validazione automatica guidato da contesto e logica deduttiva.

È fondamentale che il lettore comprenda che, affinché l’AI generativa operi in modo efficace, il contesto in cui essa viene invocata dev’essere il più chiaro e strutturato possibile. L’AI non sostituisce l’intuizione progettuale dello sviluppatore, ma ne amplifica la capacità, riducendo il carico cognitivo e aumentando l’efficienza. Tuttavia, ogni output dell’AI deve essere validato criticamente: sebbene il codice generato sia spesso corretto e funzionante, il suo significato nel contesto del progetto richiede ancora supervisione umana.

Per sfruttare al meglio questo approccio, è utile mantenere un’organizzazione modulare e prevedibile del codice, usare nomi semantici per funzioni e classi, e fornire esempi concreti e ridotti. Solo così l’AI potrà "capire" il sistema e offrire risultati davvero utili. Inoltre, la distinzione tra test unitari e di integrazione dev’essere mantenuta rigorosa: i test generati dovrebbero coprire unità logiche isolate e non dipendere da comportamenti emergenti del sistema.

La padronanza di questi strumenti non risiede solo nell’utilizzo tecnico, ma nella capacità di orchestrare la collaborazione tra intelligenza umana e artificiale. Questo equilibrio, se ben governato, promette una nuova era nello sviluppo del software: più veloce, più sicuro, più intelligente.

Come Implementare una Codifica Sostenibile e Sicura con l'Intelligenza Artificiale: Tecniche Avanzate per Ottimizzare i Flussi di Lavoro

L'adozione di tecniche avanzate di programmazione, come la progettazione di prompt specifici per compiti complessi, è ormai una necessità nel contesto dello sviluppo software moderno. L'intelligenza artificiale, soprattutto attraverso l'uso di strumenti come gli assistenti di programmazione basati su Large Language Models (LLM), sta cambiando il modo in cui scriviamo, testiamo e manteniamo il codice. In questo capitolo, esploreremo vari aspetti del prompt engineering, dalle tecniche di base a quelle più sofisticate, per migliorare la qualità del codice generato e ottimizzare il flusso di lavoro.

Uno degli aspetti cruciali per ottenere risultati ottimali nell'interazione con assistenti AI è la capacità di costruire prompt efficaci. Questi devono essere sufficientemente chiari e strutturati da orientare correttamente l'AI, evitando ambiguità che possano compromettere l'affidabilità del codice prodotto. A tal fine, il prompt engineering si basa su tecniche come il chain-of-thought e la recursive refinement. Queste tecniche permettono di risolvere problemi complessi in modo iterativo, migliorando progressivamente le soluzioni proposte dall'AI. L'approccio di recursive prompting, in particolare, consente di suddividere un problema in componenti più gestibili, perfezionando ogni parte fino ad arrivare alla soluzione finale.

Quando si lavora con assistenti di programmazione AI, è fondamentale anche gestire il contesto in modo efficace. La manipolazione del contesto e la gestione dell'input istruttivo permettono di perfezionare l'accuratezza e la rilevanza dei risultati generati. Ad esempio, nel caso di implementazione di funzionalità di autenticazione, è possibile utilizzare prompt specifici per evitare attacchi come il token replay, attacchi di timing, tentativi di forza bruta o il furto di token tramite XSS. In questo scenario, l'AI dovrebbe essere indirizzata a generare una soluzione che non solo rispetti le best practices di sicurezza, ma che consideri anche l'impatto delle future modifiche e la necessità di mantenibilità nel lungo periodo.

Un altro aspetto cruciale riguarda la gestione delle strategie di caching, in particolare per i dati dei prodotti. Per ottimizzare l'efficienza, le regole di invalidazione della cache devono essere esplicitamente specificate nei prompt. Ad esempio, è possibile programmare un'invalidazione della cache dopo un cambiamento di prezzo, impostare una durata di vita della cache (TTL) pari a un'ora e programmare l'invalidazione in massa durante eventi di vendita. Questo tipo di gestione, se implementata correttamente, può migliorare significativamente le performance del sistema, evitando che dati obsoleti vengano presentati agli utenti.

Quando si lavora con classi Python, l'uso di suggerimenti come i type hints è essenziale per garantire che il codice sia facilmente leggibile e manutenibile. Insieme ai docstring in formato Google-style, i type hints migliorano la documentazione del codice, facilitando la comprensione delle funzioni e delle classi. Per esempio, nella creazione di una classe User, è possibile definire gli attributi come username (str), login_attempts (int), e last_login (datetime), seguendo le linee guida per una buona programmazione Python 3.10+.

In un contesto di sviluppo software che potrebbe essere mantenuto da un altro team in futuro, è fondamentale che il codice sia progettato con una mentalità di sostenibilità. L'uso di nomi chiari, commenti esaustivi, log di sistema e una buona documentazione aiuteranno chiunque si occuperà del progetto a comprendere rapidamente il codice e ad apportare modifiche senza introdurre errori. Questo approccio si integra perfettamente con le pratiche di maintenance-focused prompting, dove il codice viene progettato non solo per funzionare, ma anche per essere facilmente aggiornato e migliorato nel tempo.

La pratica del prompt engineering è una competenza che si affina con l'esperienza. Comprendere la necessità di un miglioramento iterativo dei prompt porta a risultati sempre più precisi e produttivi. Man mano che si acquisisce familiarità con l'uso di questi strumenti, i programmatori possono sviluppare un proprio stile, ottimizzando i flussi di lavoro e riducendo il numero di revisioni necessarie.

L'efficacia di un assistente di programmazione AI dipende anche dall'uso di tecniche avanzate per la gestione dell'output. La struttura dei dati e dei risultati può essere manipolata direttamente tramite il prompt, influenzando il modo in cui il codice viene generato, testato e migliorato. La combinazione di prompt strutturati e output controllati porta a una programmazione più efficiente, con un minor numero di errori e revisioni.

Infine, sebbene l'uso dell'intelligenza artificiale per la programmazione non debba sostituire completamente le pratiche tradizionali di sviluppo, rappresenta una risorsa poderosa per accelerare la creazione di prototipi rapidi, esplorare nuove tecnologie e validare idee velocemente. I vantaggi di questo approccio si estendono anche alla possibilità di apprendere nuovi linguaggi e librerie in modo dinamico, generando codice per testare rapidamente nuove soluzioni e concetti.