软件为什么这么复杂

春节前和同事在回家的路上看到了建筑工地，不由的感慨建筑业相比软件业来讲实在是成熟太多了！ 想想看，建筑师设计好图纸，交给建筑公司（大包工头）， 大包工头再报给小包工头， 小包工头随便抓一些农民工就可以干活了！ 农民工们可不懂得那么多高深的建筑原理， 对整个建筑也并不了解，可是他们只需要把自己的一砖一瓦做好，整个建筑就能做成了 -- 当然也有豆腐渣工程-- 但毕竟是少数，排除在外。

 

更重要的是他们根本不用担心项目的后期客户突然想改设计方案，客户不会也不可能要求你把朝北的窗户挪到南边去，也不会要求把10层楼中的第3层和第7层扒掉重盖。

 

我们这些苦苦挣扎的码农们肯定会想， 什么时候软件业也能这样啊，什么时候我们也能快乐编程，按时上下班，或者以后这些底层的Labor work都让机器人做了， 我们都去做需求，架构，设计， 然后项目按进度，高质量的完成， 大家都很happy...

 

但是无数的无情现实告诉教育我们：别做梦了，这是绝对不可能的， 至少在可以预见的时间段(比如50年)是不可能的， 原因就在于软件的复杂性，在现有的技术情况下， 软件的固有复杂性无法解决， 只有依靠我们这么码农们去弥补。

 

为什么软件这么复杂， 为什么我们无法像建筑业盖房子，汽车业装配汽车一样去写软件？

 

1. 需求的复杂性

 

布鲁克斯在著名的《人月神话》中提到软件的内在复杂性， 的确，软件系统的复杂性远远超过建筑业和制造业，软件的需求是在人的脑子中的， 用自然语言都很难完整、准备的表达出来。  一般情况下，人们只有看到一个运行的系统以后才会说： “奥， 我要的其实不是这个... ” 这是传统的瀑布方法失败的重要原因。 需求的不确定性是导致软件复杂的重要原因。

 

2. 原始的工具

 

即使需求很复杂，如果我们有强大的， 灵活的工具， 比如以自然语言来写程序， 我们也能处理。

 

但现实是残酷的， 我们只有计算机语言， 它相当的原始， 从二进制语言，到汇编语言，再到高级语言，其最基本的、最核心的东西依然是顺序，循环，分支， 即使加上面向对象，动态语言，库， 框架，计算机语言的本质仍然没有改变，就像牛顿三定律一出现，整个力学大厦已经建立起来了，后人只是在大厦和某些房间里做装饰而已，  使用计算机语言这种原始的工具，怎么能够表示复杂的需求？ 

 

3. 软件组件之间的高耦合性

 

程序员的出现正是为了填充复杂的需求和原始工具之间巨大鸿沟，程序员需要用自己的大脑，使用极其”原始“的工具， 把无法准确表述的，尚在脑子中的需求映射到可执行的代码上，其难度可想而知！

 

当然我们程序员也不笨， 在长期的斗争中，我们学会了分而治之，把一个问题划分为一个一个的模块， 让这些模块低耦合，高内聚，  我们还学会了分层，让各个部分的联系达到最小， 可是所有的这些努力只是把复杂性降低了一点， 本质的复杂性依然存在。

 

普利司通制造的轮胎几乎可以用到所有的汽车， 但是我们程序员无法开发一个登录模块，让它用到所有的软件系统中， 我们程序远远必须要对这些框架，库进行定制，进行二次开发才能适应需求，这样的工作必须通过手工完成。

在某些业务领域例如电力，金融，财务等也许能出现一些重用性很强的“轮胎”， 但很明显不具备更大范围的通用性。

 

 

所以在现有的条件下， 不管用什么技术，组成软件的各个组件之间依然是高耦合的(对应传统产业而言)， 高耦合会带来巨大的难以想象的复杂度。