關(guān)于軟件開發(fā)你真正需要知道的幾個事情
我之所以寫這篇文章是因?yàn)橛幸粋€朋友最近決定躋身軟件工程行業(yè)。我的這位朋友聰明,精力充沛,品貌兼優(yōu),又善于學(xué)習(xí):每個人都認(rèn)為這樣的人才必將有一番作為。但是,在踏出***步時,他依然有很多東西需要學(xué)習(xí)。
我和很多人一樣一開始學(xué)習(xí)的是工具系列:語法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),調(diào)試器和編輯器。但實(shí)際上如何使用這些工具來編寫好的軟件——那種可以工作的,能夠解決問題的,很長一段時間不用維護(hù)的軟件——卻從來沒有正式教給我們。學(xué)習(xí)這門手藝需要?dú)v經(jīng)長時間的挫折和痛苦。
下面我要講述一些在嘗試這門手藝之前你需要學(xué)習(xí)的東西。
關(guān)于軟件你需要記住的最重要的事情是
沒有魔法
軟件100%和魔法無關(guān)(雖然我們說它有很多創(chuàng)造性的手段!)。你看到的每一個行為,你運(yùn)行的每一個效果,它之所以發(fā)生只是因?yàn)橐恍┐a使之發(fā)生的緣故,而且總是能夠跟蹤那些代碼。
當(dāng)然,這并不意味著跟蹤總是有用的。有時候你需要知道,有事情發(fā)生和它為什么發(fā)生并不真的相關(guān)。這導(dǎo)致我們陷入了下面的困境:
松鼠綜合癥
在你深入研究的時候,你會發(fā)現(xiàn)軟件充滿了無窮級數(shù)的干擾和如同鼠穴一般錯綜復(fù)雜的走向。如果你放縱內(nèi)心想像松鼠一樣囤貨的欲望,你固然可以學(xué)到很多東西,但如果你能退一步,每隔一段時間問問自己是否真的需要探索這條特殊的鼠洞,那么你能收獲更多。嘗試停留在一個小的范圍內(nèi)可以幫助你達(dá)到
領(lǐng)域
軟件是極其復(fù)雜的,復(fù)雜到足以讓我們定期創(chuàng)建出沒有人能一次性明白的代碼。我們通過更小和更獨(dú)立的部分,通過定義各部分之間的接口來構(gòu)建軟件,實(shí)現(xiàn)其復(fù)雜。這樣一來,如果你能在你的腦中適應(yīng)更小的一部分,那工作于那個塊和相信其他部分正常的時候多少更安全一點(diǎn)(至少當(dāng)一切順利的時候)。
完全獲取哪怕更小的塊中的一個到你的頭腦中也可以是很難的,但與此同時,你可以做到一些諸如只知道你正在看的代碼行是錯誤的,以及如何修復(fù)這樣的事情。那就是軟件的領(lǐng)域了。這非常重要,并非因?yàn)槟闳σ愿埃且驗(yàn)槿绻銢]有身處那個領(lǐng)域,那么想要做對一切事情幾乎是不可能的。而這給我們帶來的是
中斷
中斷使得你腦中丟棄了一些來之不易的內(nèi)容,從而阻礙你完成任何事情。十分鐘的中斷當(dāng)然殺不光所有:但是它需要45分鐘才能讓你的腦子回到你中斷的地方。
這可能是有關(guān)軟件工作最難向人們解釋的事情——盡管大多數(shù)領(lǐng)域都有這樣的事情,但沒有我們這么悲劇。發(fā)生差異的部分原因是
直覺失敗
許多我們認(rèn)為的“直覺”的確有效利用了我們大腦中的結(jié)構(gòu)——歷經(jīng)超過百萬年進(jìn)化,已經(jīng)變得高度優(yōu)化——來幫助我們管理我們周圍物理世界的復(fù)雜性。但是,從事電腦工作并不是我們周圍物理世界的一部分:我的筆記本電腦創(chuàng)建了她自己的世界延伸,而我必須去這個延伸的世界工作。
軟件工程的力量在于那個世界的擴(kuò)展是非常非常具有可塑性的——這力量是驚人的。不過,詛咒之一就是由于我們不再工作于物理世界,我們的直覺就不再有用,這讓一切都變得很難理解,除非我們做一些額外的工作來確保我們的直覺可以幫助我們。
打破我們直覺的主要事情之一是
時間是不可思議的
現(xiàn)在的時代計(jì)算機(jī)的運(yùn)行是極其快速的。即使你手機(jī)運(yùn)行的時間尺度比我們的大腦快十億倍:一秒時間傳遞給我們就像過了31年,不論是給予還是獲取,僅僅一個傳遞過程。這意味著我們不能實(shí)時觀看計(jì)算機(jī)正在做什么。
相反,我們不得不發(fā)明方法強(qiáng)制機(jī)器來匹配我們極其緩慢的步伐,通常為要求計(jì)算機(jī)等我們,或記住它正在做的一切事情且留下日志可供我們稍后讀取。當(dāng)然,這些技術(shù)是如此地拖累事情的發(fā)展,以致于任何與時間相關(guān)的問題通常都會消失,或者至少看起來不同。
極端的話,我們最終還是盲人摸象,一點(diǎn)也不知道為什么代碼之所以脫離軌道。為了避免出現(xiàn)這種情況,我們不得不做一些真正的事情來安排代碼向我們解釋其決定。這工作往往很難且沒有吸引力——但它至關(guān)重要,因?yàn)槭艿搅艘韵露傻闹卮笥绊?/p>
墨菲定律
在計(jì)算機(jī)運(yùn)算中,墨菲定律可以重新表述為“如果你不能證明它是不可能的,那么它一定會發(fā)生——而且往往很快。”還記得十億分之一的加速嗎?如果你一秒內(nèi)做十億次操作,且每次99.99999%%可靠,那么你會發(fā)現(xiàn)每秒出現(xiàn)了100個故障。
我們對于概率和機(jī)會的認(rèn)知已經(jīng)根深蒂固:“不太可能”真正的含義是“在我思考的時間里可能不一定“。徹底地改變時間尺度,那么所有都將改變。
即使沒有改變,然而,故障仍然是一個問題,因?yàn)?/p>
原罪
每次你寫代碼,你就會寫bug。這是一個真理。不管你多么高級,不管你多么優(yōu)秀,不管什么,不管怎么樣,你無法寫出***的代碼。這是人性的一個特點(diǎn)。
所以你不能避免寫出bug。
但是你可以明智地減少bug:
1.注釋
在代碼中注釋的目的不是為了解釋代碼做什么——可以讀取代碼!注釋目的是為了解釋當(dāng)你寫代碼的時候是如何思考的。
為什么你認(rèn)為代碼做到這一點(diǎn)很重要?其它地方發(fā)生了什么事使之變得有必要?在這種情況發(fā)生后其他人要小心什么后效?代碼有沒有按照你喜歡的方式做事情,亦或是用一種讓你擔(dān)心的方式?你為什么選擇這種方式?還有什么其他的方法可供你選擇?也許其他方法中有更好的?當(dāng)時你在想什么?
在寫完代碼的半年后,你可能已經(jīng)不記得上述任何問題的答案,哪怕是你自己的代碼。所以,要寫下來。這是無價的,當(dāng)你試圖弄清楚有些事情為什么壞了的時候。
2.測試優(yōu)先
你可以編寫測試的代碼以確保其他代碼可正常工作。這樣做出人意料的重要,但我們大多數(shù)人往往在這方面做得很糟糕,因?yàn)槲覀兛倳プ銎渌氖虑椤K韵纫獙憸y試。這是知道確保寫測試的唯一途徑。
3.生活更輕松
計(jì)算機(jī)速度很快,沒錯吧?并且正在變得越來越快。你的大腦卻沒有越來越快。所以不要挑選那些使計(jì)算機(jī)更輕松的優(yōu)化工具——挑選為人類而制造的工具。
C語言就是一個很好的例子。它被設(shè)計(jì)得不易用來工作,它被設(shè)計(jì)成更適合實(shí)現(xiàn)在40年前的機(jī)器上。因此,用C語言寫代碼意味著你要將所有的時間用于思考執(zhí)行機(jī)制,而不是針對于你需要解決的問題:how,而不是what或why。停止使用C語言的日子好像已經(jīng)過去了10年。這些天,我大多用的是Python,這更能幫助你去好好思考what和why,而不是how。
有些純粹主義者會跳出來說“但是Python比C語言慢!”——他們一點(diǎn)也沒錯——但在2016年,95%的世界已經(jīng)對此不在意了。電腦是如此之快以致于可以彌補(bǔ)Python的低效率,并且在大部分時間中做到足夠快。像Python這樣的面向優(yōu)化開發(fā)性能,而不是處理器性能的語言,才是正確的權(quán)衡。
4.解決方案而不是寫代碼
寫代碼比解決問題更容易。
代碼往往具有良好定義的輸入和輸出,一種可預(yù)測如何使用的方式,以及一個你可以說你已經(jīng)完成了寫代碼這一任務(wù)的時間。問題就混亂得多,會涉及到個人和組織,并且有真實(shí)世界的約束,例如讓人們實(shí)際使用你已經(jīng)建立的東西。
解決問題比編寫代碼更重要。人們很容易忘記這一點(diǎn),所以要謹(jǐn)記這一點(diǎn)。
***,還有一件可能比其他剩下沒有談?wù)摰臇|西更重要的事情:
5.不要放棄
軟件正在日新月異地變化和發(fā)展。你永遠(yuǎn)不可能掌握所有。事實(shí)上,直到你準(zhǔn)備放棄的那一刻,你依然沒有資格說你已經(jīng)懂得夠多。不斷學(xué)習(xí),不斷拓寬你的視野,保持睜大你的眼睛。
這個世界上總有一個地方,會讓人們低下頭來專注于一個小小的領(lǐng)域,但在我的經(jīng)驗(yàn)中,有更多的地方值得人們?nèi)ヘ澙返貙W(xué)習(xí)并致力于解決碰到的任何問題。
總而言之,移動你的手指來改變世界意味著嚴(yán)肅的大腦延伸和新信息的不停涌入。但是盡管如此,它是如此致命的酷。
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