Питер Сейбел - Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста
И еще: когда я пишу программу, мне не нужно предоставлять ее в той форме, в какой ее хочет видеть компилятор. Я предоставляю ее в форме, по моему мнению, наиболее доступной для читателя.
Кто-то пишет код снизу вверх, создавая подпрограммы, дающие все более крупные и крупные объекты, и становясь все более уверенным в себе, поскольку теперь может сделать гораздо больше. Другие пишут сверху вниз; они начинают писать и думают: “Так, у меня есть задача, которую нужно решить, - сначала я сделаю вот это, а потом - вот это”.
Если я пишу литературную программу, то могу выбирать между этими способами. И практически всегда в итоге моя программа создается в том порядке, в каком я ее сам продумал. То есть, начиная работу, я думаю: “Ага, у меня есть задача, которую нужно решить, то есть сначала мне нужно решить вот это, а потом я решу вон то”.
Но потом я говорю: “А теперь давай-ка построим кое-какие инструменты снизу вверх”. У нас есть в голове цель, но нам нужно построить несколько инструментов снизу вверх, после чего мы возвращаемся и делаем кое-какую работу сверху вниз. Но в каком порядке мы это делаем? Сначала мне нужно написать то, что я думал в первый день, когда мне пришлось столкнуться с данной задачей. А следующий этап будет посвящен тому, чем я решил заняться дальше.
И я начинаю заниматься тем, что в данный момент волнует меня больше всего, но и тем, что я готов решить в данный момент. Не откладывая этого дела в долгий ящик - если я готов выполнить его прямо сейчас, то прямо сейчас его и делаю. Но это уже совсем другой порядок - ни снизу вверх, ни сверху вниз. Это психологический момент: “Мне нужна задача, выполнение которой принесло бы мне сейчас наибольшее удовольствие и к выполнению которой я сейчас готов”. В этом уравнении не так уж много неизвестных. Таким образом, мне очень важно то, что я без всяких проблем могу создавать программу в подобном человечески понятном порядке.
Так почему же эта идея не получила широкого распространения по всему миру? Почему все не делают так? Я сейчас точно не вспомню, кто абсолютно верно сформулировал объяснение - кажется, это был Джон Бентли. В упрощенной форме мысль звучит примерно так: лишь два процента населения земного шара рождены, чтобы стать гениальными программистами. И лишь два процента населения земного шара рождены, чтобы стать гениальными писателями. А Кнут хочет, чтобы абсолютно все были и теми, и другими.
Мне не кажется, что нам удастся увеличить общее количество программистов в мире - оно не будет превышать двух процентов. Я имею в виду программистов, которые действительно понимают машину, которые были рождены для этого занятия, для кого это дело всей жизни. С другой стороны, сейчас, с появлением блогов, мне совершенно очевидно повышение общей способности выражать свои мысли. Таким образом, вторая часть мысли Бентли сейчас не так уж верна.
Я лишь немного занимался этим в Стэнфордском университете с группой студентов. Они писали программы в качестве летнего проекта, и я познакомил их с идеей литературного программирования. В то лето у меня была группа лишь из семи человек. Шестерым из них эта идея настолько понравилась, что они применяют ее до сих пор. Седьмой ее ненавидел. Его представление о литературной программе было следующим: он брал обычную программу, сверху создавал надстройку и говорил: “Это модуль номер один”, - и так далее. Конечно, в Стэнфорд принимают тех, кто умеет хорошо писать, то есть это не вполне репрезентативный пример.
Сейбел: Вам когда-нибудь приходилось писать литературную программу, которую вы коренным образом перестраивали, чтобы объяснить ее? Просто мне трудно представить, что поток сознания всегда является наилучшим принципом организации материала.
Кнут: Такого практически никогда не было. Не помню, чтобы мне приходилось брать и действительно менять порядок частей. Просто у меня всегда было так, что я даже не задумывался над тем, какую задачу решать дальше. Не могу этого объяснить точно, но у меня такое ощущение, что одно просто плавно перетекало в другое.
Сейбел: Пишете ли вы литературный код для программ, которые никто кроме вас никогда не увидит?
Кнут: Конечно. Именно этим литературное программирование и хорошо - я могу разговаривать с самим собой. Я могу прочитать программу год спустя и точно понять, о чем я тогда думал.
Сейбел: Всегда ли этот метод работает?
Кнут: На самом деле, достаточно часто труднее понимать программу год спустя, чем до этого. Но это несравнимо с тем, что у меня было до того, как я придумал литературное программирование. Оно не делает сложную вещь очевидной - просто лучшего метода я не знаю.
Я недавно распечатал небольшой комплект больших коллекций подпрограмм, написанных на Си, которые в общем-то отражают текущее состояние дел в работе с булевыми схемами решений (BDD). Это полная противоположность CWEB; практически все во всем мире разрабатывают пакеты программ именно так. Делается это с помощью достаточно упорядоченных соглашений по комментированию, которые понимаются широким сообществом. И код не так уж труден для понимания, поскольку он логически разделен, в нем есть заголовочные файлы, и вы можете видеть структуры данных, и к каждой части структуры данных даны комментарии, поясняющие тот или иной момент. Это еще один вполне эффективный стиль программирования.
Тем не менее я уверен в том, что этот метод далеко не столь эффективен, как литературное программирование, в силу множества неосязаемых вещей, которые я не могу доказать. Наиболее убедительным аргументом для меня является моя уверенность в том, что некоторые из написанных мною программ я никогда бы не смог написать без методов литературного программирования. Например, создание эмулятора MMIX стало бы для меня такой чудовищной головоломкой, что если бы мне пришлось работать над ним с помощью обычного метода, то не думаю, что мне удалось бы его завершить. Обычного разделения его на подпрограммы было недостаточно для того, чтобы упростить его, сделав удобным для восприятия и работы с ним.
Этот эмулятор учитывает наиболее общим образом спецификацию компьютера: какими функциональными блоками он обладает, сколько инструкций может выполнять одновременно, каковы его стратегии кэширования, как работает шина и устройство вывода, каким образом производится прогнозирование ветвления и как работает конвейер.
Вы можете придумать компьютер с шестью блоками деления и конвейером, состоящим из определенного количества стадий, и сэмулировать его. Будете ли вы быстрее вычислять простые числа с таким компьютером? Вам не нужно создавать такой компьютер.
