编程概述

谈谈编程（1）编程概述

编程这事儿，往玄乎了说，可以看作是实用魔法的一个分支。编程魔法师拿时间和精力当祭品，跟计算机里的精灵签个契约，换来驾驭代码的本事。

要提高编程水平，没什么捷径，多看、多写就是了。这篇文章，说白了也是基于经验的一些分享，重点聊几个方面：

编程的基本概念
软件开发中的方法论
编程实践
嵌入式编程的特点

我们从不同角度来聊聊“什么是编程”，或者说“编程的本质问题到底是什么”。当然，这并非要下一个什么标准定义，而是希望借此梳理各种编程思想，加深我们对这件事的理解。

编程概述

1. 编程不是艺术

有一句很经典的话：“我们的世界是模糊的、连续的、不精确的，但软件是精确的、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。它不追求某种完美，它的核心目标就是解决问题。

和艺术那种“只能意会，不可言传”的调性完全相反，编程忍受不了自然语言的模糊性。它要求问题最终要能表述成可编译、可运行的代码，文字和图表只是辅助沟通的工具。

其实，每个程序员身上都戴着两副面具：一副是职业的，一副是专业的。戴上职业面具，程序员会用能找到的最好用的工具，用最简单直接的方式，在合理的成本内，解决掉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（很多都不是当下职业直接需要的），不断积累经验，吸收那些可以复用的模式和思想。他们会花大量时间去琢磨，程序表象的背后，CPU的汇编代码里究竟发生了什么。他们身上有种强烈的探索未知领域和持续升级的欲望。

他们不断接近技艺的完美，而这个技艺本身，恰恰是通过“不谈完美、但求有效”的方式来解决问题。他们付出了大量努力，背后驱动力就是好奇心和进取心。就像《魔法学徒》里描述的魔法师，他们所追求的东西，只有志趣相投的同行才能真正理解，与阵营无关。了解事物真相本身带来的满足感，就足以当作一切努力的最好回报。

2. 控制复杂性

Betrand Meyer说过：“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。”

从这个角度看，编程可以被看作一种管理工作——管理的对象是代码，而控制的核心正是代码的复杂性。

我们传统的思维习惯，喜欢谈本质，追求一种叫做“道”的东西。但在编程这件事上，表象和本质其实同样重要。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，在大多数实际场合并不能帮助我们解决具体问题。

写代码的目的是解决问题。当代码的数量增加到一定程度，对代码自身的管理和控制，就会成为一个重要问题。数量，真的会改变本质。

管理的要诀在于削弱、孤立被管理的对象，让它们彼此之间“鸡犬之声相闻”，却“至老死不相往来”。每个被管理的对象，在完成自身工作的前提下，对其他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。

只有有效地控制住复杂性，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，说到底就是代码的复用。复用已有的知识，是积累和提高的前提，否则就像西西弗斯，每天推着石头上山，永远无法真正累进。在上帝视角看来，重复本身就是一种惩罚。

编程这个职业，知识更新确实快，能学的东西也多。有些人觉得累，但也有些人觉得其乐无穷，甚至觉得能从事这个职业是件很幸运的事。

编程的实质，其实更像是建筑——根据应用需求，不断构建更大的信息块。我们所写的所有程序，都可以看作是对语言本身的扩展。换句话说，我们一直在开发新的语言：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，有的是自己造的，有的是借来的。

信息块能被组合的关键，在于简单、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。应用往往意味着变化，也意味着难以复用。将应用合理分解为模块，定义好模块间的接口，然后按照接口来构建模块。模块分解的原则很明确：

• 模块的耦合程度尽可能低（这被称为最少知识原则）；
• 接口尽可能简单（也被称为接口隔离原则）；
• 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（这就是单一责任原则）；
• 使特定于应用的代码尽可能少。

针对接口编程的好处有两个方面：一是信息块可以被复用；二是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一种复用呢？其他复用方式包括：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。