Эндрю Хант - Программист-прагматик. Путь от подмастерья к мастеру

• Название: Программист-прагматик. Путь от подмастерья к мастеру
• Автор: Эндрю Хант
• Издательство: Лори
• Жанр: Программирование
• Год: 2004
• ISBN: 5-85582-213-3, 0-201-61622-X

Находясь на переднем крае программирования, книга "Программист-прагматик. Путь от подмастерья к мастеру" абстрагируется от всевозрастающей специализации и технических тонкостей разработки программ на современном уровне, чтобы исследовать суть процесса – требования к работоспособной и поддерживаемой программе, приводящей пользователей в восторг. Книга охватывает различные темы – от личной ответственности и карьерного роста до архитектурных методик, придающих программам гибкость и простоту в адаптации и повторном использовании.

Прочитав эту книгу, вы научитесь:

Бороться с недостатками программного обеспечения;

Избегать ловушек, связанных с дублированием знания;

Создавать гибкие, динамичные и адаптируемые программы;

Избегать программирования в расчете на совпадение;

Защищать вашу программу при помощи контрактов, утверждений и исключений;

Собирать реальные требования;

Осуществлять безжалостное и эффективное тестирование;

Приводить в восторг ваших пользователей;

Формировать команды из программистов-прагматиков и с помощью автоматизации делать ваши разработки более точными.

---

В-третьих, программа предполагает, что пользователь понимает английский язык.

И наконец, никто, находясь в здравом уме, не станет прятать средство взаимодействия с пользователем в недра библиотечной подпрограммы.

Упражнение 32 из раздела "Программирование в расчете на стечение обстоятельств"

Ответ: Работа программы strcpy в системе POSIX не гарантируется при наличии перекрывающихся строк. С некоторыми архитектурами она, случается, и работает, но лишь при стечении определенных обстоятельств.

Упражнение 33 из раздела "Программирование в расчете на стечение обстоятельств"

Ответ: Она не будет работать в контексте апплета при наличии ограничений доступа по записи на локальный диск. Если вы можете выбирать, работать ли через графический интерфейс или нет, то, вероятно, захотите осуществить динамический анализ текущей среды. В этом случае вы наверняка захотите поместить файл журнала вне локального диска, если к нему нет доступа.

Упражнение 34 из раздела "Скорость алгоритма"

Ответ: Ясно, что мы не можем давать никаких абсолютных ответов к этому упражнению. Однако можем дать вам пару намеков.

Если ваши результаты не ложатся на гладкую кривую, то вы захотите проверить, не используется ли мощность вашего процессора каким-либо другим процессом. По всей вероятности, вы не получите хороших показателей в многопользовательской системе, и даже если окажетесь единственным пользователем, можете заметить, что фоновые процессы периодически отбирают циклы у ваших программ. Вы также можете захотеть проверить использование памяти: если приложение начинает использовать область свопинга, то производительность резко снижается.

Интересно поэкспериментировать с различными компиляторами и установочными параметрами оптимизации. Мы обнаружили, что весьма впечатляющее ускорение стало возможно, благодаря использованию агрессивной оптимизации. Мы также обнаружили, что на более распространенных архитектурах типа RISC компиляторы фирмы изготовителя часто превосходили по быстродействию более переносимую GCC. Возможно, изготовитель посвящен в тайны эффективной генерации программ на этих машинах.

Упражнение 35 из раздела "Скорость алгоритма"

Ответ: Программа printTree использует приблизительно 1000 байт стекового пространства для буферной переменной. Для движения вниз по древовидной схеме она рекурсивно вызывает саму себя, и каждый вложенный вызов добавляет еще 1000 байт к стеку. Она также вызывает саму себя, когда добирается до вершин, но заканчивает работу сразу, как только обнаружит, что переданный указатель обнулен. Если глубина дерева равна D, то максимальный объем, необходимый стеку, составляет (грубо) 1000 x(D+ 1).

Сбалансированное двоичное дерево содержит вдвое больше элементов на каждом уровне. Дерево глубиной D содержит 1+2+4+8 +… +2^(D-1), или 2^D – 1 элементов. Следовательно, дереву, состоящему из миллиона элементов, будет необходимо [lg(1000001], или 20 уровней.

Поэтому мы рассчитываем, что наша подпрограмма будет использовать примерно 21000 байт стекового пространства.

Упражнение 36 из раздела "Скорость алгоритма"

Ответ: На ум приходит несколько процедур оптимизации. Программа printTree вызывает саму себя на вершинах дерева лишь для того, чтобы закончить работу при отсутствии потомков. Этот вызов увеличивает максимальную глубину стека примерно на 1000 байт. Можно также исключить рекурсию хвоста (второй рекурсивный вызов), хотя это и не будет затрагивать использование стека в наихудшем случае.

while (node) {

  if (node->left) printTree(node->left);

  getNodeAsString(node, buffer);

  puts(buffer);

  node = node->right;

}

Но самая большая выгода возникает при назначении одного-единственного буфера, доступ к которому осуществляется при всех обращениях к printTree. Если передать этот буфер в виде параметра для рекурсивных обращений, то будет назначено всего 1000 байт вне зависимости от глубины рекурсии.

void printTreePrivate(const Node *node, char *buffer) {

  if (node) {

    printTreePrivate(node->!eft, buffer);

    getNodeAsStringfnode, buffer);

    puts(buffer);

    printTreePrivate(node->right, buffer);

  }

}

void newPrintTree(const Node *node) {

  char buffer[1000];

  printTreePrivate(node, buffer);

)

Упражнение 37 из раздела "Скорость алгоритма"

Ответ: Это можно сделать двумя путями. Один из них заключается в том, чтобы перевернуть проблему с ног на голову. Если в массиве есть лишь один элемент, мы не осуществляем итерации в цикле. Каждая дополнительная итерация удваивает размер массива, в котором можно осуществлять поиск. Отсюда общая формула размера массива: n = 2^m, где m – число итераций. Если прологарифмировать обе части с основанием 2, получим выражение lg(n) = lg(2^m), которое из определения логарифма превращается в lg(n) =m.

Упражнение 38 из раздела "Реорганизация"

Ответ: Здесь мы могли бы предложить весьма умеренную реструктуризацию: убедитесь, что каждый тест выполняется лишь один раз, и сделайте все вычисления стандартными. Если выражение 2*basis (…)* 1.05 появляется в других местах программы, то, вероятно, его стоит сделать функцией. В данном случае мы этого делать не стали.

Мы добавили массив rate_lookup, инициализированный таким образом, что элементам, отличным от Texas, Ohio и Maine, присвоено значение 1. Этот подход облегчает добавление значений для других штатов в будущем. В зависимости от ожидаемой схемы использования мы могли бы сделать поле points также средством поиска в массиве.

rate = rate_lookup[state];

amt = base * rate;

calc = 2*basis(amt) + extra(amt)*1.05;

if (state == OHIO)

   points = 2;

Упражнение 39 из раздела "Реорганизация"

Ответ: Когда вы видите, что кто-либо использует перечислимые типы (или эквивалентные им в языке Java), для того чтобы провести различие между вариантами некоего типа, во многих случаях вы можете улучшить программу за счет создания подклассов:

public class Shape {

  private double size;

  public Shape(double size) {

     this.size = size;

  }

  public double getSize() {return size;)

}

public class Square extends Shape {

  public Square(double size) {

    super(size);

  }

  public double area() {

    double size = getSize();

    return size*size;

  }

)

public class Circle extends Shape {

  public Circle(double size) {

    super(size);

  }

  public double area() {

    double size = getSize();

    return Math.PI*size*size/4.0;

  }

}

// efc…

Упражнение 40 из раздела "Реорганизация"

Ответ: Этот случай интересен. На первый взгляд, кажется разумным, что у окна должна быть ширина и высота. Однако стоит подумать о будущем. Представим, что мы хотим обеспечить поддержку окон произвольной формы (что будет весьма трудно, если класс Window обладает всей информацией о прямоугольниках и их свойствах).

Мы бы предложили абстрагировать форму окна из самого класса Window.

public abstract class Shape {

//...

  public abstract boolean overlaps (Shape s);

  public abstract int getArea();

}

public class Window {

  private Shape shape;

  public Window(Shape shape)  {

     this.shape = shape;

     ...

}

public void setShape(Shape shape) {

   this.shape = shape;

   ...

}

public boolean overlaps(Window w) {

   return shape.overlaps(w.shape);

}

public int getArea() {

   return shape.getArea();

}

}

Заметим, что в этом подходе мы предпочли делегирование созданию подклассов: окно не является «разновидностью» формы – окно «имеет» форму. Оно использует форму для выполнения своей работы. Вы убедитесь, что во многих случаях делегирование оказывается полезным для реорганизации.

Мы могли бы расширить этот пример, внедрив интерфейс Java, указывающий на методы, которые должны поддерживаться неким классом для поддержания функций формы. Эта удачная идея означает, что, когда вы расширяете принцип формы, компилятор предупредит вас о классах, которые вы затронули. Мы рекомендуем использовать интерфейсы подобным способом при делегировании всех функций какого-либо другого класса.

Упражнение 41 из раздела "Программа, которую легко тестировать"

Ответ: Вначале добавим подпрограмму main, которая будет действовать как ведущий элемент модульного тестирования. В качестве аргумента она примет простой мини-язык: <Е> будет означать опорожнение блендера, <F> – его наполнение, цифры 0–9 будут задавать скорость вращения ротора, и т. д.

public static void main(String args[]) {

// Create the blender to test

  dbc_ex blender = new dbc_ex();

// And test it according to the string on standard input

  try {

    int a;

    char c;

    while ((a = System.in.read())!= -1) {

       с = (char)a;

       if (Character.isWhitespace(c)) {

          continue;

       }

       if (Character.is Digit(с)) {

          blender.setSpeed(Character.digit(c, 10));

       }

      else {

         switch (c) {

          case 'F': blender.fi!l();

                       break;

          case 'E': blender.empty();

                       break;

          case 's': System.out.printlnfSPEED: " + blender.getSpeed());

                       break;

          case 'f': System.out.println(<FULL> + blender.isFull());