软件库及其复用：熵、柯克莫尔复杂性与齐夫定律

我们从信息论和柯克莫尔复杂性的角度分析软件复用，评估通过以库中复用组件表达式程序来“压缩”程序的能力。软件复用文献中常见的主题是：若能建立正确的环境——正确的工具、正确的抽象、经济激励和“复用文化”——软件复用将迅速增长，进而提升生产力和软件质量。本文的分析呈现了不同图景：软件复用的程度是问题域的内在属性，若该域本身对复用天然抗性，更好的工具和文化仅能对复用率产生有限影响。我们定义了问题域的熵参数$H \in [0,1]$，衡量程序多样性，并据此推导出代码复用上限以及可使用的组件规模。对于熵接近0的“低熵”域，程序高度相似，该域适合组件化软件工程(CBSE)的构想，即通过组合大规模组件进行编程。对于熵接近1的域，程序需要大量新代码，仅有少量应用由复用、小规模组件组成。来自Unix平台的初步实证结果支持了模型的一些预测。