16、软件开发中的失望之源及应对策略

软件开发中的失望之源及应对策略

1. 软件开发的关键考量

在软件开发过程中，我们常秉持“不要重复造轮子，使用现成算法”的原则。算法分析能为我们提供复杂度信息，帮助我们在多个正确的现成算法中做出选择。然而，选择算法时不能仅考虑算法本身，还需结合目标平台架构、使用的编程语言等约束条件，对算法实现的性能进行合理评估，这样的选择才具有实际价值。

但现实中，从算法到软件的过渡往往充满问题，许多开发者在算法分析带来的性能期望破灭后，对算法研究产生质疑。实际上，算法分析对程序员有很大帮助，前提是他们知道如何运用。

2. 算法实现中的失望之源

2.1 软件结果错误

即便从正确的算法出发，也可能得到错误的软件。主要原因在于算法规定的细节远少于程序实现所需。以下是一些常见的影响因素：
- 异常处理 ：算法通常不关注诸如除以 0 或变量未初始化等细节，而软件必须妥善处理这些问题，否则会产生错误代码。
- 舍入误差 ：非数值算法有时也会涉及数字表示。在算法中，判断两个值是否相等很直观，但在程序中，若值是浮点运算的结果，判断相等可能需要更复杂的条件。例如，在某些程序中，判断 $\sqrt{2}$ 的平方是否等于 2 可能失败。而且，数学上发散的级数在计算机平台上可能收敛到一个固定常数，这导致算法的数学解释与程序的实际行为存在差距，从而产生错误软件。
- 稳定性 ：部分算法虽能解决问题，但由于计算中数字的有限长度，不适合用代码实现。
- 参数传递 ：算法通常不明确调用程序