前不久“待字闺中”的公众号，推送了一篇文章《复杂的简单》，里面讲述了复杂的系统往往是由最简单的组件通过一定的方式组合而成。
一、几个例子
Tesla高档豪华时尚的电动汽车，作为核心竞争力和超级秘密的电池，居然是由一颗一颗我们日常生活中常用的锂电池18650构成的，一辆车就用了将近7000多颗这样的电池，然后通过电池系统来控制和管理它们。
Google的云计算的基础设施，没有采用高性能的大型机和存储系统，而是创新性的发明了MapReduce模型和HDFS，使用大量的廉价PC实现了具有高性能和高可靠性的复杂系统。
现在流行的深度学习神经元网络，是有一个一个简单的神经元组成，每个神经元都很简单，可是将它们合理组织起来，就能形成威力无穷的人工智能系统，解决语音识别、图像识别、自然语言处理等领域的问题。
二、软件设计中的简单与组合
通过发现具有原子特性的组件，通过组合形成更加复杂的系统，在软件设计和开发中同样具有巨大的威力。
这里分别列举几个例子进行说明。
1.求三个数字中较大的两个数字的平方和。
这个问题可以分解为：求三个数中的最大值、求三个数中的次大值，以及计算平方和 3个子问题。分别对应下面函数中的三个函数。
sum of squares of the two larger numbers
(define (f x y z)
(sum-of-squares (biggest-of-three x y z) (medium-of-three x y z))
)
而这三个函数又可以通过更加小的函数来组合而成。这个示例完整的内容可以参考这里：The sum of the squares of the two larger numbers
这里使用了函数式编程语言中的函数；函数具有很好的抽象特性，并且具有很好的复用和组合特性。
2.大整数的四则运算。
编程语言中内置的int类型能表示的范围是32位或者64位，有时我们需要参与运算的数，可能会远远不止32位或64位，一般我们称这种基本数据类型无法表示的整数为大整数。
实现一个程序，完成大整数的基本运算，如加法、减法、乘法和除法，其中，大整数用字符串来表示。例如：
- "9999999999999999999" ＋ "-9999999999999999999" = "0"
- "1000000000000000000000000" － "1" = "999999999999999999999"
- "12345678" * "54321" = "670629574638"
最终的加、减、乘的C语言实现过程如下所示：
加法：
char * add(const char * left, const char * right)
{
if(is_positive(left) && is_negative(right)) return sub(left, right+1);
if(is_negative(left) && is_positive(right)) return sub(right,left+1);
if(is_negative(left) && is_negative(right)) return negative(add(left+1, right+1));
else return add_internal(left, right);
}
减法：
char * sub(const char *left, const char * right)
{
if(is_positive(left) && is_negative(right)) return add(left, right+1);
if(is_negative(left) && is_positive(right)) return negative( add(left+1, right));
if(is_negative(left) && is_negative(right)) return sub(right+1, left+1);
if(is_positive(left) && is_positive(right))
{
if (less_than_by_abs(left, right)) return negative( subInternal(right,left));
}
return subInternal(left,right);
}
乘法：
char * mul(const char *left, const char * right)
{
if(is_zero(left) || is_zero(right)) return add("0", "0");
if(is_positive(left) && is_negative(right)) return negative( mul(left, right+1));
if(is_negative(left) && is_positive(right)) return negative( mul(left+1, right));
if(is_negative(left) && is_negative(right)) return mul(left+1, right+1);
return mulInternal(left, right);
}
在add sub mul函数中，关注点在于：根据操作数不同的符号组合，执行不同的逻辑。这里的逻辑是业务领域的高层逻辑，不关心算术运算的实现细节。
加法、减法和乘法的实现细节，只体现在addInternal subInternal mulInternal三个函数中，它们是实现过程中的原子；其它高层的业务逻辑均在其基础上通过组合的方式完成。
完整的示例内容请前往这里：大整数计算器
3.微服务
最近十分火热的微服务同样具有简单、组合的特性。通过将服务划分为多个、独立的微服务，消除单体程序中存在的紧耦合；各个相互独立的微服务可以独立开发、维护、部署和升级。
关于微服务的具体内容在此不再赘述，已经有很多的资料对此进行解释。
三、总结
通过简单和组合的设计思想，可以使得：
- 不同层次、模块、组件的过程在实现上相互独立，
- 系统在其中某一个部分的实现被替换的情况下，不需要修改设计仍然能正常工作，
- 通过组合的方式，构建出功能更加强大和复杂的系统。
正如同乐高，使用一个个简单的颗粒，我们却可以拼出千变万化的作品。
