未来预测的准确性:软件复杂性与预见能力的博弈

本文探讨了软件系统复杂性对未来预测准确性的影响,提出简化设计以应对不可预见的变更,并通过Python版本迭代等实例说明过度预测可能导致的技术债务问题。

未来预测的准确性

关于软件设计,我们深知未来至关重要,但同时也明白未来极难预测。

我认为可以用以下理论解释软件未来预测的困难程度:预测准确性随着系统复杂度和预测时间跨度的增加而递减。系统越复杂,能准确预测的未来片段就越小;系统越简单,预测的时间跨度反而越大。

以"Hello, World"程序为例:我们几乎可以确定它未来仍会输出相同内容。但这种确定性存在概率梯度——两天后其行为维持的概率可能是99%,仍有1%的意外可能。即便是如此简单的程序,最终也会变得不可预测。例如2000年Python 2.0的:

1
print "Hello, World!"

在Python 3中却会引发语法错误,必须改为:

1
print("Hello, World!")

这种变化在2000年根本无法预测,即便预见了也无能为力。唯一的应对策略是保持系统足够简单,使其易于适配新语法——不是追求"灵活性"或"通用性",而是保持易于理解和修改的本质。

更完整的逻辑链如下:

  1. 预测难度与系统及其环境在预测时间跨度内的总变化量成正比(环境的影响与系统和环境的逻辑距离成反比)
  2. 系统变化量与其总复杂度成正比
  3. 因此:预测准确性的下降速度与目标系统的复杂度成正比

但必须警惕:不要基于未来预测来做设计决策。所有预测都包含出错可能,立足当下已知数据和现有系统做出的决策,远比预测软件未来走向更可靠。大多数软件设计错误都源于对未来的过度假设。

这条规则真正适用的场景是:当某些软件难以随未来变化而修改时。虽然无法完全避免变更,但极度简化的系统需要修改的可能性更低。当然,其质量和实用性仍会随时间递减(因为无法适应环境变化),但退化速度远低于复杂系统。

理想情况下我们确实应该能随时更新软件——这正是Web技术的优势所在。但对于某些必须长期稳定(如API)的代码,简化设计是保持其长期可用的唯一途径,否则终将面临淘汰。

有趣的是:编写简单软件通常比复杂软件更省力。虽然可能需要更多思考,但总体耗时更少。让我们为用户、为自己、也为未来,尽可能地保持简单。


读者讨论精选

Simon:理论上可以设计能适应任何未来变化的系统,但这反而可能确保这些变化永远不会发生😉

Max回应:未来具有无限复杂性,而软件不可能做到。这种尝试正是导致系统过度复杂化的主因。最终只会得到一堆为"未发生的未来"准备的冗余代码,当真正的未来来临时仍需大量改造。

Nick Barnes:指出Python 2代码在Python 2.7中仍可运行,强调80年代前开发者对向后兼容性的重视,并以C语言为例说明长期保持标准兼容的价值。

Max回应:通过两篇旧文链接探讨向后兼容的平衡艺术,认为C语言的极端兼容性可能已成为弱点,应在现有用户与未来用户的简易性之间取得平衡。

Mike Daigle:提出不同观点,认为适度前瞻性设计(如模块化架构、可分片数据库)能显著减少未来重构成本,强调工程师应基于数据做出合理预测。

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