一周技术思考笔记(第53期)-计算机编程的本质就是控制复杂度

近期在读《UNIX编程艺术》这本书，每天晚上回到家，会在群里跟大家分享书中的内容。

实在太美妙了这本书的内容。后面还会在群里持续分享，另外计划用几期做一些我当时的笔记摘抄分享给大家，对这些内容没有什么好解释的了，那都是多余的，仅仅是把更想让大家看到的加粗标黑了。

声明：以下内容均来自这本书。每一段之间没有联系，当然你可以根据自己的理解联系。

知识和专能差异巨大，凭借知识可以推断出该做什么，而专能让你甚至在无意之间，条件反射似的把事情做好。

性能—时间的指数曲线对软件开发过程所引发的结果，就是每过18个月，就有一半的知识会过时。Unix并不承诺让你免遭此劫，只是让你的知识投资更趋稳。

设计的信念：最终用户永远比操作系统设计人员更清楚他们究竟需要什么。

许多操作系统自诩比起Unix来有多么的“现代”，用户界面又是多么的“友好”。它们漂亮外表的背后，却是以貌似精巧实则脆弱狭隘难用的编程接口，把用户和开发者禁锢在单一的界面方针下。

Unix传统将重点放在尽力使各个程序接口相对小巧、简洁和正交——这也是另一个提高灵活性的方面。整个Unix系统，容易的事还是那么容易，困难的事呢，至少是有可能做到的。

从设计角度来说，趣味性也绝非无足轻重。对于程序员和开发人员来说，如果完成某项任务所需要付出的努力对他们是个挑战却又恰好还在力所能及的范围内，他们就会觉得很有乐趣。因此，趣味性是一个峰值效率的标志。充满痛苦的开发环境只会浪费劳动力和创造力；这样的环境会在无形之中耗费大量时间、资金，还有机会

Unix哲学是这样的：一个程序只做一件事，并做好。程序要能协作。程序要能处理文本流，因为这是最通用的接口。

原则1：你无法断定程序会在什么地方耗费运行时间。瓶颈经常出现在想不到的地方，所以别急于胡乱找个地方改代码，除非你已经证实那儿就是瓶颈所在。

原则2：估量。在你没对代码进行估量，特别是没找到最耗时的那部分之前，别去优化速度。

原则3：花哨的算法在n很小时通常很慢，而n通常很小。花哨算法的常数复杂度很大。除非你确定n总是很大，否则不要用花哨算法（即使n很大，也优先考虑原则2）。

原则4：花哨的算法比简单算法更容易出bug、更难实现。尽量使用简单的算法配合简单的数据结构。

原则5：数据压倒一切。如果已经选择了正确的数据结构并且把一切都组织得井井有条，正确的算法也就不言自明。编程的核心是数据结构，而不是算法。

原则6：没有原则6。

Ken Thompson——Unix最初版本的设计者和实现者，禅宗偈语般地对Pike的原则4作了强调：

拿不准就穷举。

Unix哲学中更多的内容不是这些先哲们口头表述出来的，而是由他们所作的一切和Unix本身所作出的榜样体现出来的。从整体上来说，可以概括为以下几点：

1. 模块原则：使用简洁的接口拼合简单的部件。

2. 清晰原则：清晰胜于机巧。

3. 组合原则：设计时考虑拼接组合。

4. 分离原则：策略同机制分离，接口同引擎分离。

5. 简洁原则：设计要简洁，复杂度能低则低。

6. 吝啬原则：除非确无它法，不要编写庞大的程序。

7. 透明性原则：设计要可见，以便审查和调试。

8. 健壮原则：健壮源于透明与简洁。

9. 表示原则：把知识叠入数据以求逻辑质朴而健壮。

10. 通俗原则：接口设计避免标新立异。

11. 缄默原则：如果一个程序没什么好说的，就沉默。

12. 补救原则：出现异常时，马上退出并给出足够错误信息。

13. 经济原则：宁花机器一分，不花程序员一秒。

14. 生成原则：避免手工hack，尽量编写程序去生成程序。

15. 优化原则：雕琢前先要有原型，跑之前先学会走。

16. 多样原则：决不相信所谓“不二法门”的断言。

17. 扩展原则：设计着眼未来，未来总比预想来得快。

正如Brian Kernighan曾经说过的：“计算机编程的本质就是控制复杂度”[Kernighan-Plauger]。排错占用了大部分的开发时间，弄出一个拿得出手的可用系统，通常与其说出自才华横溢的设计成果，还不如说是跌跌撞撞的结果

护如此重要而成本如此高昂；在写程序时，要想到你不是写给执行代码的计算机看的，而是给人——将来阅读维护源码的人，包括你自己——看的。

在Unix传统中，这个建议不仅意味着代码注释。良好的Unix实践同样信奉在选择算法和实现时就应该考虑到将来的可扩展性。而为了取得程序一丁点的性能提升就大幅度增加技术的复杂性和晦涩性，这个买卖做不得——这不仅仅是因为复杂的代码容易滋生bug，也因为它会使日后的阅读和维护工作更加艰难。

相反，优雅而清晰的代码不仅不容易崩溃——而且更易于让后来的修改者立刻理解。这点非常重要，尤其是说不定若干年后回过头来修改这些代码的人可能恰恰就是你自己。

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这里记录，我每周碰到的，或想到的，引起触动，或感动的，事物的思考及笔记。不见得都对，但开始思考记录总是好的。

与爱学习、爱思考、爱记录的你共勉。

以上内容引自：

[美] Eric S.Raymond著.UNIX编程艺术.电子工业出版社.2012:7.得到电子书：https://d.dedao.cn/DuefPaGheH00fk59