Alan Carter - The Programmers Stone (Программистский камень)

• Название: The Programmers Stone (Программистский камень)
• Автор: Alan Carter
• Жанр: Прочая околокомпьтерная литература

Попытка разобраться и понять, как программировать эффективно. С точки зрения авторов, проблема создания эффективных программ скрыта в способе мышления человека при решении задач. Людям свойственны две стратегии мышления — «паковка» (packing) и «отображение» (mapping). Стать хорошим программистом можно лишь освоив «отображение».

© Википедия

---

// handle the triggering stock. Send them notification of

// the event.

for(DealerIterator DI(DealersOnline); DI.more(); DI++)

  if(DI.CurrentDealer()->InPortfolio(TheEvent.GetStock()))

    DI.CurrentDealer()->HandleEvent(TheEvent);

Определения объектов содержат допускаемые намерением варианты использования, выраженные в сжатой форме. Однако реально нет более мелкого дробления, когда мы можем заключить намерение в комментарий, а действие в код без того, чтобы комментарии не стали глупыми.

Если мы перемежаем комментарии и код на этом естественном уровне дробления, мы можем гарантировать, что все строки в программе проинтерпретированы в комментариях. У нас есть стимул проектировать объекты (или функции), которые при таком способе мы можем использовать экономно. Мы находим, что гораздо легче исправить некоторую неэлегантность, чем объяснить ее кому-нибудь.

Осознавая различие между намерением и действием, мы можем сделать их оба одновременно экономными, и удовлетворить цели детального псевдокода проектной документации и комментариев реализации, в то же время способствуя верификации реализации. Размещая все в одном месте, мы содействуем согласованности этих уровней.

Эта концепция развита далее в идее Дональда Кнута (Donald Knuth) о «грамотном программировании» (Literate Programming), которое, чтобы его сделать хорошо, требует средств системной поддержки, типа его Сетевой среды (Web environment) — прообраза WWW (World Wide Web). Но вам не нужно скупать все гири, чтобы получить удовольствие от спорта. Грамотное программирование — это скорее отношение (позиция), а не инструмент.

На этом уровне литературной критики мы можем получить серьезные выгоды от изучения паттернов проектирования (design patterns). Это компоненты архитектурной технологии, которая гораздо сложнее, чем обычный поток управления (flow control) с обработкой ошибок и другими типичными идиомами. Они чрезвычайно мощные и платформонезависимые. Почитайте прекрасную книгу Гаммы, Хелма, Джонсона и Влиссидеса (Gamma, Helm, Johnson, Vlissides), в которой они описывают паттерн как нечто, что

«… описывает проблему, которая возникает вновь и вновь в нашей среде, и затем описывает основу решения этой проблемы таким образом, что вы можете использовать это решение миллион раз, не выполняя одни и те же действия дважды.»

Тема, которая лежит в основе обсуждаемых в этом разделе предметов — Эстетическое Качество. Мы все знаем о той беде, когда мы видим свою часто грозящую парализовать неспособность действовать на основании собственных ощущений, поскольку нет процедурного перевода для: «Это работает, но оно безобразно». Когда опытный профессионал чувствует эстетических дискомфорт и пытается об этом сказать, нам следует всегда обращать на это внимание. Наши стандарты красоты меняются от поколения к поколению, и по какой-то причине всегда соответствуют функции. В этом причина того, что делание кода красивым использует огромную базу знаний, которую мы не можем сознательно интегрировать, и ведет к эффективным по стоимости решениям. Если вещи красивы, то очень маловероятно, что они приведут к громадным затратам на поддержку. В этом состоит красота. Эстетическое качество — это, вероятно, единственный критерий, против которого можно честно спорить, утверждая, что использован неправильный язык. Попытка изобразить рассвет в стиле импрессионизма, но акриловыми красками, будет выглядеть ужасно, даже если пульверизатор работал прекрасно.

Мы должны смотреть на исходный код, который мы создаем, не как на конечный продукт более интересного процесса, а как на явление со своими собственными правилами. Он должен хорошо выглядеть, если его повесить на стену. Затраты на то, чтобы действительно взглянуть на наш код и изучить закономерности геометрических узоров черного и белого, узоры в синтаксисе и узоры в проблемной области, сами по себе не так уж велики, но иногда позволяют буквально увидеть ошибки с расстояния шести футов.

С точки зрения всей этой литературной критики, что можно сказать о религиозных войнах? Конечно, часто они происходят развлечения ради, и мы не хотим препятствовать удовольствию от нелепых особенностей любимых инструментов и технологий наших друзей! Но иногда разумные программисты впадают в изматывающие и снижающие производительность перебранки, которые просто идут по кругу. Мы забываем, что строго между собой мы можем использовать структурные аргументы. Когда возникает нежелательная религиозная война, задайте следующие вопросы:

Какова глобальная позиция, включающая оба специальных случая? Имеется ли различие намерений между позициями? В чем состоит общая цель?

Например, вы оцениваете возможности мощной интегрированной среды. Вы используете Emacs на работе и доработали его, чтобы он управлял вашей кофеваркой. Я работаю на многих машинах, и, как это ни эксцентрично, я знаю, что на них всегда есть vi. Мы устанавливаем Emacs на новых машинах и обучаем vi новичков. Ваш LISP, конечно, sucks.

Это соотнесение возможностей и целей часто дает великолепное примирение мнений у квалифицированных людей. Возможность прийти к соглашению о наилучших идиомах, чтобы сделать работу в хорошо понимаемой среде, не означает, что все должны изменить свое мнение — они просто соглашаются. В противоположность популярному мнению, часто это правильный ответ. Разговаривая с квалифицированным человеком об идиомах новой среды, можно научится очень многому очень быстро, тогда как использование идиом из старой среды в новой приведет к постоянным стычкам.

Атомы познания

В любой задаче, требующей понимания, мы всегда будем находить по крайней мере один «атом познания». Атом познания — это часть проблемы, которая может быть адекватно рассмотрена только при условии загрузки ее элементов, черт, знаков и т. п. в сознание отдельного картостроителя и получения наилучшего возможного результата. Слово «адекватно» здесь очень важно — существует целый букет проблем, которые, если бы имелись неограниченные ресурсы, могли быть разрешены играючи, но нужно очень хорошо подумать, чтобы решить их для реальных условий. Например, любая толпа идиотов могла бы справиться с задачей смены декораций, которая возникает во время большого музыкального шоу, если на это дано несколько недель. Но сделать то же самое за время, пока конферансье что-то меланхолично бубнит в свете единственного прожектора, требует гениальности.

Опытные планировщики проектов обнаружили, что распознавание и управление атомами познания в рамках проекта — решающий начальный шаг. Сначала мы должны распознать атомы познания. Существует взаимосвязь между архитектурой системы и атомами познания, которые она содержит — архитектор должен применить интуицию и опыт для выявления решаемых, но еще не решенных проблем. Проблемы, которые, как надеется архитектор, могут быть решены при разработке, будут влиять на дизайн, поскольку никто не хочет создавать архитектуру, которую нельзя реализовать!

Поэтому архитектор может очертить границы атомов познания вокруг проблемы. Например, в системах добычи знаний (data mining system), практические комбинаторные проблемы могут быть сконцентрированы в базе данных, либо на более высоком уровне прикладной логики. Правильная идентификация атомов познания будет управлять как архитектурой, так и рабочими пакетами, порученными отдельным членам команды. Каждый атом должен быть передан одному человеку или подгруппе для решения, но они могут обнаружить, что работают над более чем одной частью системы, чтобы разрешить свою проблему. Поэтому части должны быть хорошо разбиты на уровни, так что модули не сталкиваются в бестолковых сражениях. Идентификация атомов обычно требует учета баланса времени, пространства, связи, риска, возможностей команды, переносимости, времени разработки, и все это должно быть проделано при наличии атомов, разрешимость которых неочевидна. Поэтому архитектор должен суметь увидеть ключевую проблему и выразить, по крайней мере в своей собственной голове, природу условий компромиссов. Вполне возможно распознать набор очевидных компромиссов, о котором очень трудно рассказать другому, не обладающему, как картостроитель, способностью видеть структуру. Превращение мысленной модели в последовательность [действий] всегда тяжело, поскольку мы не думаем на языке технических бумаг, которые загружаем по ftp.

Во время идентификации атомов познания очень важно избежать специфических заблуждений, которые повторяются раз за разом. Часто возможно раздробить атом на более мелкие части не сильно задумываясь, и таким образом достигнуть этапа кодирования без больших усилий. Но когда дело доходит до реализации, все ввергается в хаос. Реальные проблемы никуда не деваются, они просто оборачиваются уродливыми API подсистем, проблемами производительности, ненадежностью и т. д. Границы атомов познания сжимаются все сильнее и сильнее, до… Хоп! Они вновь возникают на уровне всей системы! Идеология упрощающего пошагового уточнения без регулярной сверки с действительностью и попыток найти логические ошибки в проекте ответственна за великое множество трагедий, включая потерю большей части отведенного на проект времени на попытки выполнять текущую проектную работу с чистосердечной неформальной желчностью, за которой следуют отчаянные попытки залатать дыры в программе.