编程入门的第一课——建立编程思维（分享编程资料）

引子

写这篇文章的起因源于我和我老婆的一次讨论。上半年，她在学校里教Matlab。有一次我帮她解答一道上机的习题，大概用了50行代码左右。在解释完答案后，她就问我，“你一步一步是怎么想的？我好像就没有这种思维。”，这可把我问住了，因为那对我来说更接近于一种下意识的行动，很自然的就写出来了。这个回答她自然不满意了，那么这种思维到底是什么呢？

什么是程序

先让我们从什么是程序谈起。上大学时，估计大部分人都学过C语言，我清楚的记得有本书在开篇里提到，程序 = 数据结构 + 算法。从专业角度上来说，这个定义真是绝了，但相信对很多刚接触编程的人来说，会马上问什么是数据结构？算法又是什么呀? 所以在这里，我们先提出一个的通俗的解释。一个程序的作用就是接受输入，进行处理，然后产生输出，套用李笑来对写作的定义，程序也可以定义为：

程序 = 输入 + 处理 + 输出。

其中的处理代表着一系列有条理的操作，即流程化。

发现事物的流程

什么是流程化？

以生活中的炒菜为例，食材是输入，最后的菜品就是输出。而下厨过程中的洗菜、切菜（预处理），然后下锅、翻炒、调味进行加工（处理），最后出锅、装盘（后处理）就是这个处理的全过程。

如果这个例子让你觉得离编程世界太远了，下面我们再来分析下笑来老师多次提到过一个例子。他在写第一本书《托福词汇21天突破》时，是运用编程统计出了高频单词。按照我的理解，这个程序的输入是历年来的试卷的电子版，然后按照按照空格进行分词，接着统计每个单词出现的次数，排除常用的简单词汇，再把同一单词的不同形式（比如，如果是动词就有第三人称，过去时，完成时等多种形式，如果是名词，至少有单复数两种区分，还有相应的动词，形容词)出现的次数加起来作为这个单词的出现的总次数，最后按照这个统计次数的高低排序，输出的结果就是高频词汇集合了。

流程化是建立编程思维的基础，发现事物的流程，是开始编码的第一步。但只知道根据流程来编码，写出的代码估计会像流水账式的文章，有很多冗余，要想写出优雅的代码，下面一步就需要识别出流程中变化和不变的部分，并对变化的部分进行封装，常见的方式是提取函数。

识别变化与不变的部分

你是不是在想，咦，流程中还分变化和不变的部分？这怎么理解。

下面让我们接着聊炒菜这件事，以流程中的洗菜、切菜这一步为例，洗和切这两个动作不变的，菜是变化，因为我们不管不做什么菜，都需要先洗再切，但是每次的菜是可以不同呀，于是我们就可以封装菜这个变化的点，从而提取出两个函数：

函数名：洗

输入：菜

输出： 洗好的菜

函数名：切

输入：洗好的菜

输出：切好的菜

（如果你在想为什么不是一个函数？原因是单一职责原则啦，这个我们后面的文章中再讲）

顺着这个思路，我们再来看加调料这一步，炒一个菜，通常需要加不同的调料，比如说糖，醋，盐。每种调料需要加的多少也是不一样的，比如说20克，10克和5克。于是加调料这一步也可以封装成一个函数：

函数名：加调料

输入：1.调料名 2.重量

输出：添加指定重量的指定调料

再来笑来老师的计算高频词汇的程序，它有哪些变化的部分呢？请想想再看下文。这里我想到的一个点是统计单词出现次数的部分，统计的方法是一样的，不一样的是统计的单词，于是可以得到以下这样一个函数：

函数名：统计单词出现次数

输入：某个单词

输出：这个单词到目前为止出现的次数

当你能够准确识别出流程中变化和不变的部分时，你就可以得心应手的的写出百行左右的小程序。如果你要再进一步写出一个软件，那么需要的就是抽象能力了。

确定抽象与具体的界限

抽象这个词本身就很抽象，编程中到底需要抽象些什么呢？我的理解是抽象是指抽象实体或者职责。遗憾的是这个可能已经不属于入门的阶段要了解的知识了，我后续准备再补写章讨论这些地方。在这里，我只想提一点，在你开始运用抽象能力的时候，一定要注意确定抽象和具体之间的界限是否合适。

比如说，一个抽象的流程可以这样描述，一个任务可以通过预处理、处理和后处理三步完成。你会发现无论做香辣虾，统计词频都可以用这三步完成。做香辣虾时清洗大虾是预处理，下锅翻炒，调味是处理，摆盘算是后处理了。统计词频中按空格分词是预处理，统计每个单词出现的次数是处理，按出现次数大小排序就算后处理了。这样的抽象就属于抽象程序比较高的，它的优点是可以适配的诸多场景；缺点也很明显，太过抽象以至于只看这三步时，根本不知道要做什么。

而我们在前面指出的炒菜的流程，先是洗菜、切菜（预处理），然后下锅、翻炒、调味进行加工（处理），最后出锅、装盘（后处理）。相比来说就是更加具体的抽象了，因为它没有说明要做什么菜，但是做任何一道菜都需要这些步骤。

上述两种抽象的方法到底哪个好，则要结合具体的场景来分析。如果只是炒菜，那么第二个更好；如果是为处理任务提供一个通用的方法，第一个则要胜出了。所以在实际编程中，合理的确定抽象和具体之间的界限就是编程思维中最重要的一环。

总结

如果我们把程序定义为， 程序 = 输入 + 处理 +输出。那么编程思维，就是先发现事物的流程，然后识别变化与不变的部分，最后确定抽象和具体之间的界限。

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