网上看了篇文章,觉得很不错,抄在下面。因原文没注明作者,在这也不知道作者是谁了。
>W8PLo+i !q PUQ+ ?~Vev D 编程概述
IZ4jFgpR JY>I 编程术可以看作实用魔法的一个分支。编程魔法师用时间和精力做祭品,与生活在计算机中的精灵订立契约,以换取驾驭代码的能力。
^h|'\-d\ ---fmddlmyy
s{j3F |@)ij c4i 要提高编程水平,唯有多看多写。这篇文章看似经验之谈,实质还是灌水。本次灌水,拟定了以下几个主题:
!lB,2_ }fxH>79g § 编程概述
F{<rIR 6Ue6b$xE § 软件开发中的方法论
Un[#zh<4 WqU$cQD" § 编程实践
cKy%0oTla 4'; [' § 嵌入式编程的特点
`Op
";E88 e S
Fmx 编程概述
q+G1#5 _H3cqD 本文将从不同角度讨论 “ 什么是编程 ” ,或者 “ 什么是编程的本质问题 ” 。这些讨论并不是要得出什么定义,我们实际上是在表述各种编程思想,以期加深对编程的理解。
f%auz4CZz G6Fg<g9: 1 编程不是艺术
gf@'d.W} d ly 0874 我们的世界是模糊的、连续的、不精确的,但软件是精确、离散的、形式化的,这就注定了软件不能完全描述现实世界。因此我们需要知道描述哪些部分,忽略哪些部分,这就是软件的本质问题。
y.eBFf --- Tom Demarco
XJ NKM~ uc"u@ _M 编程不是艺术。编程不追求完美,它的目的是解决问题。
cE]kI,Fw,M 02S(9^= 和艺术上的 “ 只能意会,不可言传 ” 相反,编程甚至不能忍受自然语言的模糊性,它要求问题被表述成可编译、可运行的代码,文字和图表只是辅助交流的工具。
4-n.4j| +yea}uUE 每个程序员有两个面具:职业的和专业的。戴上职业面具后,程序员会用能找到的最好用的工具,以尽可能简单的方式,在合理的成本内解决问题中必须解决的部分。
g%[Ruugu dX3>j{_ 而戴上专业面具的程序员,会不厌其烦地学习各种编程知识(很多都不是职业需要的),积累经验值,吸收可复用的模式和思想。他们会用大量时间去理解程序的表象和 CPU 的汇编代码之间究竟发生了什么。他们有着探索未知领域和练功升级的强烈欲望。
jKQP0 t- aY+>85?g 他们在不断接近技艺的完美,而这个技艺本身是以不谈完美、但求有效的方式解决问题。他们付出了大量的努力,而这些努力的驱动力是好奇心和进取心。如同《魔法学徒》中描述的魔法师,一个魔法师所追求的东西只有志趣相投的魔法师才能理解,而不管他们出于哪个阵营。了解事物真相本身带来的满足就可以作为一切努力的回报,
1Q$ M/} Mo<p+*8u: 2 控制复杂性
! O>mu6:Rf Qqaf\$X 任何一个正在构建大型系统的人,天天面对的中心议题就是:如何剔除不必要的、人为的、自找的复杂部分,并控制好剩下的,无可逃避的复杂性。
+[7u>RJ --- Betrand Meyer
6u7HO-aa pV+;/y_ 编程可以被看成一种管理工作,管理的对象是代码,控制的对象是代码的复杂性。
\5l}5<| 0\o'd\ 中国的传统思维比较喜欢谈本质,追求一种称作 “ 道 ” 的东西。而在编程上,表象和本质同样重要。所有程序说到底不过是一些汇编语句的组合,但了解这个本质在大多数场合都不能有助于解决实际问题。
Y+7v~/K= %~[F^ 写代码是为了解决实际问题。当代码的数量增加到一定程度,对代码自身的控制也会成为一个重要的问题。数量改变了本质。
G j:| = @f;s<v/ 管理的要诀是削弱、孤立被管理的对象, “ 使民无知 ” , “ 使民 ”“ 鸡犬之声相闻 ” 却 “ 至老死 ” 而 “ 不相往来 ” 。每个被管理的对象在完成自身工作的前提下,对其它对象的了解应当尽可能少。通过尽量降低对象间的耦合程度来控制复杂性。
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TDM hv)($; 只有有效地控制复杂性,我们才能使用越来越大的信息块,驾驭越来越多的代码,用这些 0 和 1 的操作去实现前人没有,甚至无法完成的工作。
*\>2DUu\` Vqr&)i"b$ 3 复用
32Z4&~I wDG4rN9x 编程技艺的核心是代码的复用。复用已有的知识是积累、提高的前提,否则就会像谁谁谁那样每天推石头上山,而不能累进。在上帝看来,重复是一种惩罚的手段。
f<'C<xnf N!3f1d7RQ 编程这个职业知识更新比较快,可以学习的东西也很多。有些人觉得累,但有些人却觉得其乐无穷,觉得从事这个职业是很幸运的事情。
Cu:-< J5"*OH:f 编程的实质是建筑,根据应用的需求,不断建筑更大的信息块。我们所写的所有程序,都可以被看作对语言的扩充。事实上,我们在不停地开发新的语言,我们所写的每个函数、每个类都是在为现有语言增加新的功能。我们按照适合特定应用的模式,组合各种信息块,完成实际的应用。这些信息块有的是我们自己做的,有的是拿来的。
U|QDV16f rG]Xgq" 信息块可以被组合的关键就是简单、明确的接口。所以,我们应当针对接口编程,而不是针对应用编程。应用意味着变化和不可复用。将应用合理分解为模块,定义好模块间的接口,然后按照接口构建模块。模块分解的原则是:
-wt2ydzos #]'xUgcE9 § 模块的耦合程度尽可能得低(有人称此为最少知识原则);
]=3O,\ 90!Ib~7zH § 接口尽可能简单(有人称此为接口隔离原则);
)qIK7; {mQJ6
G'ny § 如果将变化的因素封装到模块中,每个模块应该只封装一个因素(有人称此为单一责任原则);
#wyS?FP- Y4O L 82Y § 使特定于应用的代码尽可能得少 。
-iHhpD9"X (r4\dp& 针对接口编程的好处有两个方面:
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W$. YB|9k)Z2[ § 信息块可以被复用;
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ma^IL N-Qu/,~+ § 复杂性可以被更好地控制。
GsI[N% \G]K,TG 人们用各种方式复用知识,其实 C 语言本身又何尝不是知识的复用呢?其它复用方式包括:库函数、新的语言和编译器、新的脚本、类库、程序框架、设计模式、面向对象、面向组件、面向服务、面向方面、面向领域、各种开源代码、开发环境提供的各种 Wizard 和糖衣、各种代码生成工具等等。充分了解编程环境,善于复用各种资源,是程序员的基本功。
$x/J+9Ww /\nJ r!CA2iK` Rz)v-Yu 软件开发中的方法论
u4@, *tT ?U=mcdqd ,nI_8r"M> gh.w Li$+ 1 项目管理的方法论
:vw0r` 1.1 方法论
xP XoJN 方法论的英文为 Methodology ,编程的方法论应该是指软件开发的一整套方法、过程、规则、实践、技术。不过我们一般提到的方法论都偏重于项目、过程和人员的管理。
Fka1]|j9 5aa}FdUq 《 Agile Software Development 》的作者 Alistair Cockburn 提出方法论具有以下要素:角色、个性、技能、团队、技术、活动、过程、产品、里程碑、标准、质量、工具、团队价值,它们的关系可以用一幅图来表示:
N|bPhssFw 9zmD6G!}t L00Sp#$\ `^?}s-H+ 虽然将这幅图贴在这里,事实上我不了解这些要素及其关系的确切定义,对于这些不能精确描述的东西,我接受起来比较困难。
,G/\@x% 6s> sj7 其实,项目管理的核心是沟通和反馈。只要能够保证良好的沟通和即时的反馈,开发团队即使并没有采用先进的方法论,一样可以成功。从另一个角度说,过程和工件能辅助,但不能保证开发人员、项目经理和客户的良好交流。
9Ilfv oXnC"y}0P 1.2 重型方法
vd2uD2%con 有的方法论规定了大量的中间文档和复杂的过程管理。那些中间文档被称为 artifact ,或工件。需要大量 artifact 和软件开发方法被称作重型( Heavy Weight )方法。
&8pCHGmV) f+Pg1Q0zI 这些复杂的方法来源于恐惧。
4x=V|" =1%zI% 在中大型的项目中,项目经理往往远离代码,他们无法有效的了解目前的工程的进度、质量、成本等因素。为了克服未知的恐惧感,项目经理制定了大量的中间管理方法,希望能够控制整个项目,最典型的莫过于要求开发人员频繁地递交各种报告。重型方法中的基本假设是过程(及各种 artifact )比个人可靠。
SH .9!lQv }qG?Vmq*R[ 虽然很多轻型方法都将重型方法作为反面例子,但对于大多数大型项目,重型方法是管理所必需的。
n$XMsl.> WZfk}To1# 1.3 轻型方法
Z'7 c^c7_ 为了解决重型方法存在的问题,业界出现了很多轻型( Light Weight )方法论。提出这些方法论的部分作者结成了一个联盟:敏捷软件开发。他们还有一个宣言:
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xq\ ykErt%k<n § Individuals and interactions over processes and tools.
Zm"!E6`69 ]#vvlM>/ § Working software over comprehensive documentation.
IKNFYe[9e @2x0V]AI § Customer collaboration over contract negotiation.
hNu>s /\IAr,w[ § Responding to change over following a plan.
1puEP*P q/W{PBb-2k 在这些宣言后面还有很多原则。概括起来主要是:尊重个人,强调沟通和反馈,与客户紧密合作,保持设计的简单性等等。敏捷方法在重型方法论和无管理状态之间寻求一个平衡点,希望用低成本的管理活动带来最大的产出。
Pn'QOVy w>H%[\Qs 2 编程的方法论
B|Rpm^| 作为程序员,我更感兴趣的是可以指导编程的方法论。
.{'Uvn >/*?4 2.1 测试驱动开发
r'mnkg2, 2.1.1 未谋进,先谋退
a}[=_vb}K 在开始一件事情之前,必须先明确什么时候可以停止。什么 “ 止于至善 ” ,在编程工作中可以一脚踢开。我们必须明确要做什么,做到什么样子就算完成了。
SK2J`* HJ2]Nz:
怎样才算明确呢?最理想的方法是先写一个测试程序,然后再编写代码,让测试通过。测试程序规定了停止的必要条件。
a<a&63 |k['wqn" 测试程序是针对接口编写的。要写出测试程序,必须先定义好接口,然后针对接口编程。测试程序同时示范了接口的使用。
AAlmG9l&7 } K+Q9<~u 如果有一个运行很方便的测试程序,我们在维护代码时,就放心得多。可以经常跑一跑,测试一下,以保证测试要求的功能还没有被破坏。相反,如果没有测试程序,我在修改代码的 bug 时,心里就很不踏实,因为我不清楚我的修改是否会引入新的 bug 。
q/ d5P teQaHe# 2.1.2 保持可运行,可调试的状态
<{-(\>f!9 “ 先写测试程序 ” 适合没有 UI ,功能相对简单的模块。对于功能复杂的软件系统,需要测试的方面很多,测试时间很长,在开发前就建立一个比较全面的测试,并且随时使用,有时是不可能的。
vV:MS O'r zd6Qw-D7x 但我们至少应该保证:写任何程序,都要尽量保持在可运行、可调试的状态。即使要为此写一些额外的程序,都是值得的。在不能运行的情况下,编写大量代码是不可思议的事情。
Nj3^"}V Y*5@|Q 2.1.3 可测试性
ZF/J/;uI IC 设计上有一个 “Design For Test” 的说法,即 IC 的设计中必须要考虑到如何测试,留好测试的接口。软件开发也是一样的,我们写每段代码,都要考虑一下这段代码是否可以测试,为了保证可测试性,必要的时候可以修改设计。
3[|:sa8?s MQbNWUi 2.2 重构
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《重构》这本书内容朴实、但对我个人影响很大。在了解 “ 两顶帽子 ” 和 “ 小步前进 ” 的方法后,我敢于修改任何代码,甚至是我不熟悉底层逻辑的代码。
lD;,I^Lt6 AK*mcTr 2.2.1 两顶帽子
|)!k@?_ 我们有两顶帽子:一顶是不改变功能的前提下,改善现有现有程序的设计;另一顶是增加新的功能,以适应需求变化。我们在任意阶段,应该只戴一顶帽子,绝对不能同时戴两顶帽子。
2RSHBo >H=Q$gI 在增加新功能的时候,往往需要先改进现有的代码结构,使之能更好地适应变化。如果功能有较大变动,我们应该将这变动分解成尽可能小的步骤,并让改进代码和新增功能的小步骤交替进行。将原有代码平滑地演变到新代码,既增加了功能,又改善原有代码的设计。
H8o%H=I% \^;|S 重构的正式定义应该是 “ 在代码写好之后改进它的设计 ” 。但对我而言,重构的思想已经融入了我的开发过程。在开发中,我同样按照 “ 两顶帽子 ” 和 “ 小步前进 ” 的方针平滑地演变代码,从无到有,逐步完善。
c9ov;Bw6S "M5ro$qZ} 2.2.2 代码的坏味道
+qSr=Y:+ 重构的对象是消除 “ 代码的坏味道 ” ,保持新鲜、健康的代码。《重构》中列举了一些典型的坏味道,例如重复代码、太长的函数、太长的参数列等等。
:>er^\ ==e#CSJq 2.2.3 设计和重构
]` &[Se d 存在这么一种说法: “ 设计不再是一切动作的前提,而是在整个开发过程中逐渐浮现出来 ” 的。
;*37ta tsSS31cv 事实上,在没有任何软件工程理论的时代,编程基本上是写到哪儿算哪儿。历史是螺旋上升的,在投影上很接近的两个点在铅垂线方向上是处于不同高度的。
iuU3*yyn 23u1nU[0 重构是要纠正过度设计的倾向,告诉程序员:即使开始的设计有缺陷,也没关系,更不要僵化地保持,我们可以重构代码,平滑地修改原有设计。这并不是说前期设计不重要。
_1>(GK5[ gQk#l\w_ “ 设计是在整个开发过程中逐渐浮现出来 ” ,这是在说随着开发的深入,我们会对很多问题考虑地更加清楚。在必要的时候,我们应该用重构的方法灵活地改变设计,适应变化。
13>3R+o W_f"Gk 3qxG?G N
Vf,~MG 8)q]^ ,T21z}r 编程实践
]\9B?W(# 鸠集遗失,鉴玩整理,昼夜精勤,每获一卷,遇一画,毕孜孜葺缀,竟日宝玩,可致者必货敝衣 , 减粮食。妻子童仆切切嗤笑,或曰:终日为无益之事何补哉。既而叹曰:若复不为无益之事,则安能悦有涯之生。
YL&b9e4 --- 唐 张彦远 《历代名画记》
! MF"e|W M\.T 0M_ 1 编程的要素
Zh~Lm 编程有 3 个要素:语言、环境和思想。
:86luLFm ,C'w(af@} 1.1 语言
}2!5#/^~ 有人喜欢争论语言的优劣。其实,除了汇编语言,各种语言、脚本、标准库、类库、框架都蕴含着大量成熟的编程经验和思想。程序员应该多熟悉一些语言,特别是有代表性的语言。
}^Ua s=%+o&B 个人觉得,一个程序员应该掌握一两种汇编语言( CISC 的 X86 、 RISC 的 ARM )、一种面向过程语言( C )、两、三种面向对象语言( C++ 、 Java 、 Delphi )、一两种脚本语言( perl 、 python 、 ruby )。如果有时间,可以再学习一些学术性较强的语言,例如 Scheme 。
^* /v,+01f _]~ht H 学习新的语言,不仅可以吸收语言中蕴含的设计理念,还可以打开连接新空间的大门,使我们可以学习、复用使用该语言的各种资源,例如源代码、文章、书籍。
]x(2}h^S PHiX:0zT 1.2 环境
<sWcS; x 1.2.1 开发时和运行时
fF-\TW 环境可以被理解为程序所有外界环境的总和,包括开发时环境、运行时环境。我们在写一段程序时,应该对该程序的相关环境有清楚的了解。
g7}z
&S;_ ]R0A{+]n 开发时环境包括我们使用的编译(链接)环境、复用的代码(框架、类库、控件等),系统的逻辑结构、代码的文件组织、需要的工具软件、调试环境等等。
t ]I(98pY )Fr;'JYC1S 运行时环境包括程序运行时环境中所包含、发生的一切,特别是与我们的程序相关的部分。从小处看,我们应该知道如何确定每段代码运行的 context (线程和堆栈),每个变量所使用的空间的信息。从大处看,我们应该了解系统运行的来龙去脉,各个模块(逻辑概念)如何相互配合,各个线程(调度单位)如何相互通信,什么时候可能发生调度,系统中有哪些不确定的因素等等。
Mb2 L32 +@7x45;D 1.2.2 软件类型
;R|#ae@ 比较 “ 典型 ” 的软件类型包括:
a$ ! {Tob2 =|JIY 1. Windows 操作系统;
LX?r=_\ T#_n-b> 2. Linux 操作系统;
=wR]X*Pan lbuW*) 3. 编译器;
ZYD88kQ H{A| ~V) 4. 虚拟机;
674oL, 3w:Z4]J 5. 调试器;
>0+|0ba .5CELtR 6. Windows 的单机应用程序;
2:5gMt Q]g 4gj 7. Windows 的驱动程序;
nh&<fnh lnC Wu@{ 8. Linux 的应用程序和驱动程序;
Qu>zO !x <C96]}/ ? 9. 基于 socket 的客户端 - 服务器程序;
F#bo4'&>@ pr,1Wp0l 10. 数据库应用程序;
(cA|N0 <