第 3 章 能工作的代码是不够的
（战略式编程与战术式编程）
好的软件设计中最重要的元素之一是您在执行编程任务时所采用的思维方式。许多组织都鼓励采取战术式（Tactical）的思维方式，着眼于使功能尽快运行。但是，如果您想要一个好的设计，则必须采取更战略式（Strategic）的方法，花费时间来制作整洁的设计并解决问题。本章讨论了从长远来看，为什么战略式的方法可以产生更好的设计，而实际上却比战术式的方法成本更低。
3.1 战术式编程
大多数程序员以我称为战术式编程的思维方式来进行软件开发。在战术式方法中，您的主要重点是使某些功能正常工作，例如新功能或错误修复。乍一看，这似乎是完全合理的：还有什么比编写能工作的代码更重要的呢？但是，战术式编程几乎不可能产生出良好的系统设计。
战术式编程的问题在于它是短视的。如果您是战术式编程人员，那么您将尝试尽快完成任务。也许您有一个艰难的完成期限，因此为未来做计划不是优先事项。您不会花费太多时间来寻找最佳设计。您只想尽快让代码能工作起来。您告诉自己，可以增加一些复杂性或引入一两处蹩脚的小实现，如果这样可以使当前任务更快地完成，那就没什么大不了的。
这就是系统变得复杂的方式。如上一章所述，复杂性是增量产生的。不是某个特定的事物会让系统变复杂，而是几十或数百个小事物的积累而导致的。如果您在编码时总是使用战术式思维方式，则每个编程任务都会带来一些此类复杂性。为了快速完成当前任务，这些复杂性中的每一个似乎都是合理的折衷方案。但是，复杂性迅速累积，尤其是每个人都使用战术式编程的时候。
不久之后，某些复杂性将开始引起问题，并且您将开始希望您没有采用这些早期的捷径。但是，您会告诉自己，使下一个功能正常工作比返回去重构现有代码更为重要。从长远来看，重构可能会有所帮助，但是肯定会减慢当前的任务。因此，您需要快速修补程序来解决遇到的任何问题。这只会增加更多的复杂性，然后需要更多的补丁。很快代码变得一团糟，而且到现在为止，情况已经很糟糕了，清理它需要花费数月的时间。您的日程安排无法容忍这种延迟，解决一个或两个问题似乎并没有太大的区别，因此您就只能继续保持这种战术式的编程方式。
如果您从事大型软件项目的时间很长，我怀疑您在工作中已经看到了战术式编程，并且遇到了其所导致的问题。一旦您沿着战术式编程的路线走，就很难改变。
几乎每个软件开发组织都有至少一个将战术式编程发挥到极致的开发人员：战术龙卷风。战术龙卷风是一位多产的程序员，他产出代码的速度比其他人快得多，但完全以战术方式工作。实现紧急功能时，没有人能比战术龙卷风更快地完成任务。在某些组织中，管理层将战术龙卷风视为英雄。但是，战术龙卷风留下了毁灭的痕迹。他们很少被将来必须使用其代码的工程师视为英雄。通常，其他工程师必须清理战术龙卷风留下的混乱局面，这使得那些工程师（他们才是真正的英雄）的进度似乎比战术龙卷风慢。
3.2 战略式编程
成为一名优秀的软件设计师的第一步是要意识到 能工作的代码是不够的。引入不必要的复杂性以更快地完成当前任务是不可接受的。最重要的是系统的长期结构。任何系统中的大多数代码都是通过扩展现有代码库编写的，因此，作为开发人员，最重要的工作就是促进这些将来的扩展。因此，尽管您的代码当然必须能工作，但您不应将“能工作的代码”视为主要目标。您的主要目标必须是产生出色的设计，并且这种设计也能很好地工作。这就是 战略式编程。
战略式编程需要一种投资的思维方式。您必须花费时间来改进系统的设计，而不是采取最快的方式来完成当前的项目。这些投资会在短期内让您放慢脚步，但从长远来看会加快您的速度，如图 3.1 所示。
一些投资将是主动的。例如，值得花一些时间为每个新类找到一个简单的设计，而不是直接去实现第一个想到的办法。请尝试几种替代设计并选择最简洁的设计。设想一下将来可能需要更改系统的几种方式，并确保您的设计会让这些更改更为容易。编写好的文档是主动投资的另一个例子。
其他投资将是被动的。无论您预先投入多少，设计决策中都不可避免地会出现错误。随着时间的流逝，这些错误将变得显而易见。发现设计问题时，不要忽略它或只是对其进行简单的修补。花一些额外的时间来真正修复它。如果您进行战略式编程，则将不断对系统设计进行小幅改进。这与战术式编程相反，在战术式编程中，您不断增加一些复杂性，这些复杂性将来会引起问题。
3.3 该投资多少？
那么，正确的投资额是多少？大量的前期投资（例如尝试一次性设计整个系统）将不会有效。这是瀑布式方法，我们知道它不起作用。随着您对系统的理解不断深入，理想的设计会逐渐涌现出来。因此，最好的方法是连续进行大量的小额投资 。我建议您将总开发时间的 10% 到 20% 用于投资。该额度足够小，不会对您的日程安排产生重大影响，但又足够大，可以随着时间的推移产生重大收益。因此，您的初始项目将比纯战术式方法多花费 10% 到 20% 的时间。额外的时间将带来更好的软件设计，并且您将在几个月内开始体验到这些好处。不久之后，您的开发速度将比战术式编程快至少 10 到 20%。到这个时候，您的投资将是免费的了：您过去投资的收益将节省足够的时间来支付未来投资的费用。您将迅速收回初始投资的成本。图 3.1 说明了这种现象。
图 3.1：一开始，战术式的编程方法将比战略式方法更快地取得进展。但是，在战术式方法下，复杂性积累得更快，从而降低了生产率。随着时间的流逝，战略式方法的进展会更加地快。注意：此图仅用于定性说明，我没有了解到任何关于曲线精确形状的实证数据。
相反，如果您进行战术式编程，则可以将初始项目的完成速度提高 10% 到 20%，但是随着时间的推移，复杂性的累积会降低开发速度。不久之后，您的编程速度至少会降低 10% 到 20%。您将很快失去在开始时节省的所有时间，并且在系统的整个生命周期中，与采用战略式方法相比，您的开发速度将更加缓慢。如果您从未碰到过质量非常糟糕的代码库，请与有经验的人谈一谈。他们会告诉您糟糕的代码质量会使开发速度至少降低 20%。
术语 技术债 经常被用来描述战术式编程所导致的问题。通过战术式编程，您将从未来借用时间：现在的开发会变得更快，但以后会更慢。就像金融债务一样，您偿还的金额将超过您借用的金额。与金融债务不同，大多数技术债务永远不会完全偿还：您将不断偿还，直到永远。
图 3.1 提出了一个重要的问题：战略式曲线和战术式曲线的交叉点在哪里？换句话说，战略式方法要多久才能收回成本？不幸的是，我不知道是否有任何关于这个问题的数据，而且很难以一种有说服力的方式进行某种受控实验来回答这个问题。我的个人意见是，偿还的时间在 6 到 18 个月之间。这很大程度上与开发人员的记忆力有关：当一段代码存在了几个月之后，开发人员很可能已经忘记他们当时写这些代码的时候在想什么，所以如果代码很复杂，开发速度会显著下降。这些额外的成本很快就会超出战略式编程的初始投入。同样，这只是我的个人意见，我没有任何数据来支持它。
3.4 初创公司与投资
在某些环境中，强大的力量与战略式方法背道而驰。例如，早期的初创公司感到巨大的压力，需要尽快发布其早期版本。在这些公司中，10% 至 20% 的投资似乎也负担不起。结果，许多初创公司采取了战术式的方法，在设计上花费的精力很少，而在问题出现时则花费了更少的精力进行清理。他们认为，只要他们成功了，他们将有足够的钱聘请额外的工程师来清理问题，从而使其合理化。
如果您正在一家朝着这个方向发展的公司工作，则应该意识到，一旦代码库变成了意大利面条，几乎是不可能修复的。您可能会在产品的生命周期内付出高昂的开发成本。此外，好的（或坏的）设计的回报很快就会到来，因此战术式方法甚至很有可能不会加快您的首个产品发布的速度。
另一件要考虑的事情是，公司成功的最重要因素之一就是工程师的素质。降低开发成本的最佳方法是聘请优秀的工程师：他们的成本不会比普通工程师高很多，但生产率却高得多。但是，最好的工程师对良好的设计深感兴趣。如果您的代码库很糟糕，这个消息总是会传出去，这将使您的招聘更加难以进行。最终可能还是只能使用普通的工程师。这将增加您的未来成本，并可能导致系统结构进一步退化。
Facebook 是一个鼓励战术式编程的创业公司的例子。多年来，公司的座右铭是“快速行动，不怕犯错”。公司鼓励刚大学毕业的新工程师立即深入公司的代码库；工程师在工作的第一周就将代码提交到生产库也是正常的。从积极的一面来看，Facebook 作为一家赋能员工的公司而享有声誉。工程师拥有极大的自由度，并且几乎没有任何规则和限制来阻挡他们。
Facebook 作为一家公司已经取得了令人瞩目的成功，但是由于该公司的战术式方法，其代码库受到了影响。许多代码不稳定且难以理解，几乎没有注释或测试，并且使用起来很痛苦。随着时间的流逝，该公司意识到其文化是不可持续的。最终，Facebook 改变了座右铭，即“在坚实的基础架构上快速行动”，以鼓励其工程师在良好的设计上进行更多的投资。但 Facebook 是否能够成功清除其多年来在战术式编程中积累的问题还有待观察。
为了公平起见，我应该指出，Facebook 的代码可能并不比初创公司的平均水平差很多。战术式编程在初创公司中司空见惯，Facebook 只是一个特别明显的例子。
幸运的是，使用战略式方法也有可能在硅谷取得成功。Google 和 VMware 与 Facebook 差不多同时成长，但是这两家公司都采用了更具战略式的方法。两家公司都非常重视高质量的代码和良好的设计，并且两家公司都开发了复杂的产品，这些产品通过可靠的软件系统解决了复杂的问题。公司的强大技术文化在硅谷广为人知。很少有其他公司可以与他们竞争聘请顶级技术人才。
这些例子表明，使用任何一种方法公司都有可能成功。但是，在一家关心软件设计并拥有整洁代码库的公司中工作会有趣得多。
3.5 结论
好的设计不是免费的。它必须是您持续投资的东西，这样小问题才不会累积成大问题。幸运的是，好的设计最终会收回成本，而且比您想象的要早。
始终如一地运用战略式方法并将投资视为今天而不是明天要做的事情至关重要。当您在一个紧要的关头，很容易推迟清理，直到危机结束之后。但是，这是一个滑坡谬误（slippery slope）。在当前的危机过去之后，几乎肯定还会出现下一次。一旦开始延迟设计改进，就很容易使延迟永久化，并使您的文化陷入战术式方法中。您等待解决设计问题的时间越长，问题就会变得越大；解决方案也会变得更加令人生畏，这使得轻松推迟解决方案变得更加容易。最有效的方法是，每位工程师都对良好的设计进行持续的小额投资。