“风味人间”与计算机程序设计艺术《禅与计算机程序设计艺术》 / 陈光剑

一个会写诗的程序员

发布于 2021-04-28 11:46:14

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发布于 2021-04-28 11:46:14

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来自“风味人间”的类比

所谓美食，不过是一次又一次的相逢。我们带您穿越山海之间，偶尔的落地生根，成就万千肴变，随即化作滚滚红尘，穿越香料歧路，几度江湖夜雨后，点亮万家灯火。《风味人间》

浮华随风去，一菜一江湖。无论置身繁华闹市，还是身居乡野陋巷，世上的滋味，就这样流转于方寸餐桌，交织在冷暖人间。我们说五味杂陈，这五味就是酸、苦、甘、辛、咸。

而我们日常食物中的食材种类可谓是丰富多彩了。简单列一下日常主要食物食性分类表：

一、寒凉类食物

1、粮油类：小米、大麦、荞麦、绿豆、薏苡仁、麻油、猪油、豆腐、黄豆芽、绿豆芽、淡豆鼓、麦芽

2、蔬菜类：芹菜、菠菜、蕹菜、苋菜、大白菜、莼菜、紫菜、甜菜、油菜、黄花菜、薇菜、生菜、丝瓜、黄瓜、冬瓜、苦瓜、竹笋、芦笋、莴苣笋、茄子、番茄、茭白、百合、荸荠、莲藕、慈姑、马兰头、马齿苋、枸杞头、白萝卜、青萝卜、菜瓜、葫芦、蘑菇、草菇、海带、葛根、鱼腥草、苤蓝

3、鱼肉类：羊肝、鸭肉、鸭血、兔肉、鸭蛋、黑鱼、田螺、螺蛳、蟹、蚌、蛤蛎、牡蛎、蛏、河蚬、青蛙、牛乳、发菜

4、水果类：梨、柑、柚子、罗汉果、柿子、杨桃、芒果、猕猴桃、香蕉、橙子、草莓、西瓜、甜瓜、胖大海、余甘子、栀子

5、其他：食盐、白糖、蜂蜜、酱油、酱、茶、啤酒、薄荷、菊花、淡竹叶、金银花、决明子、菊苣、菰米、鲜白茅根、鲜芦根、桑叶

二、平性类食物

1、粮油类：小麦、燕麦、玉米、粳米、黄豆、黑大豆、玉米油、赤小豆、白扁豆、黑芝麻、花生、花生油、豆腐浆、豆腐皮、腐乳、大豆黄卷

2、蔬菜类：荠菜、花菜、卷心菜、蓬蒿菜、青菜、塌棵菜、西洋菜、清明菜、北瓜、马铃薯、芋艿、山药、胡萝卜、苜蓿、芡实、香菇、猴头姑、木耳、银耳、蒲公英、豌豆、蚕豆、四季豆、扁豆、荷兰豆、西兰花、甘薯、豇豆、金针菇

3、鱼肉类：猪肉、猪心、猪肝、猪脑、猪骨、火腿、牛肚、鸡肫、鹅肉、鹌鹑肉、鸽肉、鸡蛋、鹅蛋、鹌鹑蛋、鸽蛋、青鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲈鱼、刀鱼、鲥鱼、鲟鱼、鳗鲡、白鱼、银鱼、黄鱼、鲳鱼、鳜鱼、鳐鱼、墨鱼、鲨鱼、橡皮鱼、鳖、海蜇、人乳、乌梢蛇

4、水果类：枇杷、桑椹、莲子、枣、榛子、苹果、无花果、梅子、乌梅、菠萝、甘蔗、橘仁、香榧、菱角、葵花子、西瓜子、枸杞子、枣仁、桃仁、白果、郁季仁、火麻仁、刺梨

5、其他：味精、甘草、茯苓、菜菔子、代代花、荷叶、鸡内金

三、温热类食物

1、粮油类：高粱、籼米、糯米、牛油、菜油、豆油

2、蔬菜类：芥菜、韭菜、大头菜、南瓜、刀豆、香椿头、芫荽、辣椒、大蒜、葱、洋葱、生姜、平菇、金瓜、木瓜、魔芋

3、鱼肉类：猪肚、牛肉、牛骨髓、羊肉、羊肚、羊脑、狗肉、鸡肉、麻雀肉、雉肉、草鱼、鲢鱼、鳙鱼、鳊鱼、鳟鱼、塘鳢鱼、带鱼、黄鳝、泥鳅、蚶、河虾、海参、鲍鱼、羊乳、淡菜

4、水果类：桃子、李子、葡萄、龙眼、椰子、橄榄、杏子、杏仁、橘子、金橘、荔枝、柠檬、樱桃、杨梅、石榴、槟榔、香橼、佛手、山楂、栗子、松子、南瓜子、核桃、益智

5、其他：红糖、桂花、桂皮、花椒、胡椒、茴香、八角茴香、丁香、砂仁、薤白、玫瑰花、玉兰花、醋、咖啡、米酒、白酒、黄酒、葡萄酒、红花、肉豆蔻、紫苏、陈皮、五香粉、高良姜、肉桂、白芷、藿香、沙棘、黄芥子

这食材，就像是程序设计中的数据结构 Number、String、Array、List、Link、Map、Tree 、Graph 等，组合成不同的抽象数据类型（ADT），你也可以理解成数据结构、模型、类、对象等范畴。

然后，这些食材怎样早就这“风味人间” （互联网软件系统、虚拟数字世界）呢？这就必须要来好好讲讲“烹饪技法”了。做菜所要的时间和调料是非常讲究的，做到位了，所做的菜的营养、色味俱全，让人吃了回味无穷，即养身体又养眼。

炒爆熘炸烹…… 让我们来看看百度百科上列出的26种烹饪技法：

1 炒

2 爆

3 熘

4 炸

5 烹

6 煎

7 贴

8 烧

9 焖

10 炖

11 蒸

12 氽

13 煮

14 烩

15 炝

16 腌

17 拌

18 烤

19 卤

20 冻

21 拔丝

22 蜜汁

23 熏

24 卷

25 滑

26 焗

厨艺世界的艺术，类比到计算机程序设计领域里面就是：

风味 = 食材 + 烹饪方法程序 = 数据结构 + 算法 Tips：类比是思想之基。参考：《表象与本质》(Surfaces and Essences) , 作者: 美侯世达 / 法桑德尔。当一个人深深地沉浸在某个活动，或被某个极不寻常的事迷住时，这强烈的兴趣可能会使大量的类比不请自来，涌入脑中。而且，是那些绝不会在其他地方产生的类比。这一现象，就像是类比的阿喀琉斯之踵，它可能会导致我们对情境产生荒诞的理解，并最终作出十分糟糕的决定。不过，在着迷的时候容易作出不同寻常的类比，这同样也是伟大灵感的源泉。准确来讲，正着迷时，发现的相似之处大部分没什么深刻的见解，但时不时的，这种由类比引来的联系，就会成为人类思维奇迹的神来之笔。实际上，当一个人对某物着迷的时候，到处都会看到有关他所迷恋事物的类比，这发生在生活的每一个角落，日夜不停。而且，每一件很微小的事都有可能对应上所迷恋事物的一部分。所以说，尽管并不常见，但有时这种不可抗拒的冲动真的会创造出非比寻常的事。 —— 引自章节：5 类比如何操纵我们

做美食，品的是风味，尝的是人间。

做程序，思的是理想，考的是现实。

程序设计是一门艺术

我们不得不接受这样一个事实：

一个未知的、无序的世界，是不可能实现“程序”的。

于是，我们抽象它，建立模型——把问题转化为结构，或者对象，或者列表，或者映射表，或者树，或者网，或者某个可以用具体规则步骤描述的事物——这就是“算法”，然后，用编程语言来表达之，或为手机APP，或为PC 网页，或为图画，或为声音，或为视频，或为3D、4D虚拟现实世界。

同样的食材，不同厨师做出来的味道，自然是千差万别。那么，同样的数据结构，不同程序员设计出来的算法和写出来的代码，实现出来的系统，自然也是不同的。

风味，不是一蹴而就，需要时间与火候；画作，不是寥寥几笔，需要不断揣摩线条、色彩、构图、光线。在追求探索美味与美色的道路上，食艺家与画艺家需要达到禅的境界，在仿佛时间静止的流动中，付出全情之投入与专注。

同样的，一个美妙的系统，代码，架构——我们这些程序艺家门，也需要臻于至善之境——禅。

编程是一门艺术——我们不得不承认。这里面倾注了人类高度的创造性与智慧。

代码欣赏： KMP 算法源代码

/**
 * getNext (pattern) 函数: 计算字符串 pattern 的最大公共前后缀的长度 (max common prefix suffix length)
 */
fun getNext(pattern: String): IntArray {
    val n = pattern.length
    val next = IntArray(n, { -1 })
    var j = 0
    next[0] = j
    (1 until n).forEach {
        val i = it
        while (j > 0 && pattern[i] != pattern[j]) {
            j = next[j - 1]
        }
        if (pattern[i] == pattern[j]) {
            j++
        }
        next[i] = j
    }
    return next
}

/**
 * kmp substring search algorithm
 * @param text : the source text
 * @param pattern : the search pattern
 */
fun kmp(text: String, pattern: String): Int {
    val m = pattern.length
    val n = text.length
    if (pattern.isEmpty()) {
        return 0
    }
    // j: the current index of pattern
    var j = 0
    val next = getNext(pattern)
    (0..n - 1).forEach {
        // i: the current index of text
        val i = it
        while (j > 0 && text[i] != pattern[j]) {
            j = next[j - 1]
        }
        if (text[i] == pattern[j]) {
            j++
        }
        if (j == m) {
            return i - m + 1
        }
    }
    return -1
}

fun main() {
    var text = "addaabbcaabffffggghhddabcdaaabbbaab"
    var pattern = "aabbcaab"
    print("${getNext(pattern).joinToString { it.toString() }} \n")

    var index = kmp(text, pattern)
    println("$pattern is the substring of $text, the index is: $index")

    text = "hello"
    pattern = "ll"
    print("${getNext(pattern).joinToString { it.toString() }} \n")

    index = kmp(text, pattern)
    println("$pattern is the substring of $text, the index is: $index")

    text = "abbbbbbcccddddaabaacabdcddaabbbbaad"
    pattern = "aabaacab"
    print("${getNext(pattern).joinToString { it.toString() }} \n")

    index = kmp(text, pattern)
    println("$pattern is the substring of $text, the index is: $index")

}

// 输出:
//0, 1, 0, 0, 0, 1, 2, 3
//aabbcaab is the substring of addaabbcaabffffggghhddabcdaaabbbaab, the index is: 3
//0, 1
//ll is the substring of hello, the index is: 2
//0, 1, 0, 1, 2, 0, 1, 0
//aabaacab is the substring of abbbbbbcccddddaabaacabdcddaabbbbaad, the index is: 14

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