谈谈编程(1) 编程概述

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。
---fmddlmyy

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：

• 编程概述
  
• 软件开发中的方法论
  
• 编程实践
  
• 嵌入式编程的特点
  

编程概述

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。

1 编程不是艺术

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。
--- Tom Demarco

编程不是艺术。编程不追求完美，它的目的是解决问题。

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。

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。

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。

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，

2 控制复杂性

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。
--- Betrand Meyer

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。

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。

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。

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。

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。

3 复用

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。

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。

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。

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：

• 模块的耦合程度尽可能得低（有人称此为最少知识原则）；
  
• 接口尽可能简单（有人称此为接口隔离原则）；
  
• 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）；
• 使特定于应用的代码尽可能得少 。

针对接口编程的好处有两个方面：

• 信息块可以被复用；
  
• 复杂性可以被更好地控制。

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。