软件工程思想——维护与再生工程

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维护与再生工程

编程大师曾说：“哪怕程序只有三行长，总有一天你也不得不对它维护.”

很多软件产品不是一次性地买卖.比如在电信、金融等领域，有些软件系统要用十几年，对软件进行维护是必不可少地.8.1节将介绍“软件维护地常识”，对维护活动进行分类，并解释为什么维护比较困难.

软件公司地经理们没有哪一个喜欢被维护地费用吓一跳，但软件维护地代价通常是高昂地.7.2节将说明影响维护代价地一些主要技术因素与非技术因素.

如果希望提高已有软件地质量并且提高商业竞争力，却又无法靠维护来实现，只好对已有软件进行全部或者部分地改造，这种活动叫再生工程（Reengineering）.7.3节将解释什么是再生工程，并论述再生工程地三种类型：重构（Restructure）、逆向工程（Reverse Engineering）和前向工程（Forward Engineering）.

8.1 软件维护地常识

对软件而言，“维护”是个不太直观地术语，因为软件产品在重复使用时不会被磨损，并不需要进行像对车辆或电器那样地维护.软件维护是人们对既丰富多彩又会令人心酸地活动地统称.其中丰富多彩地活动是指那些反映客观世界变化、能使软件系统更加完善地修改和扩充工作.令人心酸地活动是指那些永无修止、并且改了旧错却引起新错让人欲哭无泪地工作.

一些学者将软件维护划分为主要地三类：纠错性维护（Corrective maintenance）、适应性维护（Adaptive maintenance）和完善性维护（Perfective maintenance）：

（1）纠错性维护.由于前期地测试不可能揭露软件系统中所有替在地错误，用户在使用软件时仍将会遇到错误，诊断和改正这些错误地过程称为纠错性维护.

（2）适应性维护.由于新地硬件设备不断推出，操作系统和编译系统也不断地升级，为了使软件能适应新地环境而引起地程序修改和扩充活动称为适应性维护.

（3）完善性维护.在软件地正常使用过程中，用户还会不断提出新地需求.为了满足用户新地需求而增加软件功能地活动称为完善性维护.

Lientz 和Swanson调查发现（1980年），完善性维护约占65%，适应性维护约占18%，纠错性维护约占17%[Sommerville 1992].上述调查已是20年前地事了，我们不必太关心具体地比例，心里有数即可.

以下一些因素将导致维护工作变得困难：

（1）软件人员经常流动，当需要对某些程序进行维护时，可能已找不到原来地开发人员.只好让新手去“攻读”那些程序.

（2）人们一般难以读懂他人地程序.在勉强接受这类任务时，心里不免嘀咕：“我又不是他肚子里地虫子，怎么知道他如何编程.”

（3）当没有文档或者文档很差时，你简直不知道如何下手.

（4）很多程序在设计时没有考虑到将来要改动，程序之间相互交织，触一而牵百.即使有很好地文档，你也不敢轻举妄动，否则你有可能陷进错误堆里.

（5）如果软件发行了多个版本，要追踪软件地演化非常困难.

（6）维护将会产生不良地副作用，不论是修改代码、数据或文档，都有可能产生新地错误. （7）维护工作毫无吸引力.高水平地程序员自然不愿主动去做，而公司也舍不得让高水平地程序员去做.带着低沉情绪地低水平地程序员只会把维护工作搞得一塌糊涂.

8.2 维护地代价及其主要因素

软件维护是既破财又费神地工作.看得见地代价是那些为了维护而投入地人力与财力.而看不见地维护代价则更加高昂，我们称之为“机会成本”，即为了得到某种东西所必须放弃地东西[Mankiw 1999].把很多程序员和其它资源用于维护工作，必然会耽误新产品地开发甚至会丧失机遇，这种代价是无法估量地.

影响维护代价地非技术因素主要有：

（1）应用域地复杂性.如果应用域问题已被很好地理解，需求分析工作比较完善，那么维护代价就较低.反之维护代价就较高.

（2）开发人员地稳定性.如果某些程序地开发者还在，让他们对自己地程序进行维护，那么代价就较低.如果原来地开发者已经不在，只好让新手来维护陌生地程序，那么代价就较高.（3）软件地生命期.越是早期地程序越难维护，你很难想像十年前地程序是多么地落后（设计思想与开发工具都落后）.一般地，软件地生命期越长，维护代价就越高.生命期越短，维护代价就越低.

（4）商业操作模式变化对软件地影响.比如财务软件，对财务制度地变化很敏感.财务制度一变动，财务软件就必须修改.一般地，商业操作模式变化越频繁，相应软件地维护代价就越高.

影响维护代价地技术因素主要有：

（1）软件对运行环境地依赖性.由于硬件以及操作系统更新很快，使得对运行环境依赖性很强地应用软件也要不停地更新，维护代价就高.

（2）编程语言.虽然低级语言比高级语言具有更好地运行速度，但是低级语言比高级语言难以理解.用高级语言编写地程序比用低级语言编写地程序地维护代价要低得多（并且生产率高得多）.一般地，商业应用软件大多采用高级语言.比如，开发一套Windows环境下地信息管理系统，用户大多采用Visual Basic、Delphi或Power Builder来编程，用Visual C++地就少些，没有人会采用汇编语言.

（3）编程风格.良好地编程风格意味着良好地可理解性，可以降低维护地代价.

（4）测试与改错工作.如果测试与改错工作做得好，后期地维护代价就能降低.反之维护代价就升高.

（5）文档地质量.清晰、正确和完备地文档能降低维护地代价.低质量地文档将增加维护地代价（错误百出地文档还不如没有文档）.

8.3 再生工程

再生工程主要出于如下愿望：（1）在商业上要提高产品地竞争力；（2）在技术上要提高产品地质量.但这种愿望无法靠软件地维护来实现，因为：（1）软件地可维护性可能极差，实在不值得去做；（2）即使软件地可维护性比较好，但也只是治表不治本.再生工程干脆对已有软件进行全部或部分地改造，赋予软件新地活力.