为什么说过早优化是万恶之源？

电玩女神 2024-03-24 12:48 25阅读 0赞

Donald Knuth（高德纳）是一位计算机科学界的著名学者和计算机程序设计的先驱之一。他被誉为计算机科学的“圣经”《计算机程序设计艺术》的作者，提出了著名的“大O符号”来描述算法的时间复杂度和空间复杂度，开发了TeX系统用于排版科技文献，获得过图灵奖、冯·诺伊曼奖、美国国家科学奖章等多项荣誉。今天要说的就是他所提出的一条软件设计重要原则 *Premature optimization is the root of all evil* **过早优化是万恶之源**。  
![在这里插入图片描述][050a655ef1064c8ea4e82e482445dea0.png_pic_center]  
  为什么说“过早优化是万恶之源”？ 我认为过早优化代码会让人陷入到错误的目标中去，从而忽视掉了最重要的目标。举个很简单的例子，你需要快速构建一个产品来抢占用户，你当下最重要的目标是让这个产品快速上线，而不是把这个产品打造的好用(在中国互联网下，这样的事数不胜数)，如果你只关注到后者体验、性能问题而忽视了速度，在当下高度竞争的市场之下，你根本毫无机会。

当然上面这个例子是从感性的层面说的，对很多程序猿来说也可能涉及不到产品层面的内容。我们从软件设计的层面，理性的来说，过早优化可能会导致以下的一些问题：

1.  **增加代码的复杂性**：过度优化可能会导致代码的复杂性增加，从而降低代码的可读性和可维护性。如果代码过于复杂，可能会导致开发人员难以理解和维护代码，从而增加开发成本和时间。
2.  **耗费开发时间和资源**：过度优化可能会导致开发人员花费大量时间和资源在代码的性能优化上，而忽略了其他重要的开发任务。这可能会导致项目进度延误和开发成本增加。
3.  **降低代码的可移植性**：过度优化可能会导致代码的可移植性降低。如果代码过于依赖于特定的硬件或操作系统，可能会导致代码无法在其他环境中运行。
4.  **降低代码的可扩展性**：过度优化可能会降低代码的可扩展性。如果代码过于依赖于特定的算法或数据结构，可能会导致代码无法适应未来的需求变化。

### 过早优化的典型案例 ###

在软件工程史上由于过度关注软件性能导致项目最终失败的案例比比皆是，比如我下面要说的一些项目，在软件工程史上都是非常知名的项目（当然可能有些新生代程序员已经不知道了）。

1.  **IBM OS/360操作系统**：在20世纪60年代，IBM公司开发了OS/360操作系统，这是当时最大的软件工程项目之一。在开发过程中，IBM公司过于关注代码的性能问题，导致代码的复杂性增加，开发时间延误，最终导致项目的失败。我知晓这个项目还是在我最近在阅读的一本软件工程经典书籍《人月神话》中，也推荐大家阅读下，这个项目虽然最终失败了，但也给整个软件工程领域留下了宝贵的经验。
2.  **Netscape Navigator浏览器**：在20世纪90年代，Netscape公司开发了Navigator浏览器，这是当时最流行的浏览器之一。在开发过程中，Netscape公司过于关注代码的性能问题，导致代码的复杂性增加，开发时间延误，最终导致浏览器市场份额严重下降。
3.  **Windows Vista操作系统**：在21世纪初，微软公司开发了Windows Vista操作系统，这是当时最大的软件工程项目之一。在开发过程中，微软公司过于关注代码的性能问题，导致代码的复杂性增加，开发时间延误，最终导致操作系统的用户体验不佳，市场反响不佳。话说这个操作系统我还用过呢，用户界面还是很漂亮的，很多UI设计也被沿用到了Window7中。

### 如何识别过早优化 ###

在软件开发过程中，如何判断是否过早优化呢？这里有一些概括性的判断标准，可以简单参考下：

1.  **是否存在性能问题**：如果代码还没有性能问题，那么过早优化就是不必要的。因此，在进行优化之前，应该先测试代码的性能，确定是否存在性能问题。
2.  **是否优化了未来可能发生的问题**：如果优化的是未来可能发生的问题，而不是当前存在的问题，那么就可能是过早优化。在进行优化之前，应该优先考虑当前存在的问题，而不是未来可能发生的问题。
3.  **是否牺牲了代码的可读性和可维护性**：如果优化代码会导致代码的复杂性增加，降低代码的可读性和可维护性，那么就可能是过早优化。在进行优化之前，应该优先考虑代码的可读性、可维护性和可扩展性。
4.  **是否浪费了大量的开发时间和资源**：如果优化代码会浪费大量的开发时间和资源，而不是提高代码的性能和效率，那么就可能是过早优化。在进行优化之前，应该评估优化的成本和收益，确定是否值得进行优化。

判断是否过早优化需要根据具体情况进行评估。在进行优化之前，应该先测试代码的性能，确定是否存在性能问题。同时，也应该优先考虑代码的可读性、可维护性和可扩展性，避免过度优化。

### 总结 ###

作为一名在IT领域摸爬滚打多年的工程师，我深有体会地认识到过早优化是软件开发中的一大陷阱。在软件开发的初期，我们可能会过于关注代码的性能问题，而忽略了代码的可读性、可维护性和可扩展性。这种做法可能会导致代码的复杂性增加，降低代码的可读性和可维护性，甚至可能会浪费大量的开发时间和资源。

在软件开发过程中，我们应该避免过早优化，而是优先考虑代码的可读性、可维护性和可扩展性。当需要进行性能优化时，应该在代码的基础上进行优化，通过分析性能瓶颈、优化算法和数据结构等方法来提高代码的性能和效率。同时，我们也应该意识到，**性能优化并不是软件开发的唯一目标，我们还应该注重代码的可读性、可维护性和可扩展性，以便保证代码的质量和可靠性**。

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