生活工程学（一）：多轮次拆解

我们在工程实践中，有些构建代码的小技巧，其背后所体现的思想，生活中也常常可见。本系列便是这样一组跨越生活和工程的奇怪联想。这是第一篇：多轮次拆解，也即：很多我们习惯一遍完成的事情，有时候拆成多个轮次完成，会更加简单、高效。

我在进行 code review 时，常看到一些新手同学在一个 for 循环中干太多事情。常会引起多层嵌套，或者 for 循环内容巨大无比。此时，如果不损失太多性能，我通常建议同学将要干的事情拆成多少个步骤，每个步骤一个 for 循环。甚至，可以每个步骤一个函数。

当然，这些全是从维护角度着眼的。因为人一下总是记不了太多事情，一步步来，而不是揉在一块来，会让每个步骤逻辑清晰很多。后者，我通常称之为”摊大饼“式代码，这种代码的特点是写时很自然，但是维护起来很费劲——细节揉在一起总会让复杂度爆炸。软件工程中的最小可用原型，也是类似的理念。

这种理念，其实在”函数式“编程中也随处可见，即对一个数据集操作时，我们会链式的应用一系列变换函数，从而让数据流清晰的展示出来。在大数据处理中，这种范式就更常见了，比如 spark 论文中提到的：

errors.filter(_.contains("HDFS"))
      .map(_.split(’\t’)(3))
      .collect()

SQL 查询引擎在实现时也是用的类似机制，即将一个查询语句，转换成对一个行列组成的二维数据集，施加多轮次的算子变换。如下图所示。

图源：CMU15445，查询引擎讲义[1]。

我高中时学过一点点素描，虽然没有入门，但其多轮次的做图技法给我印象很深：先勾轮廓，再逐层完善。打线的时候也是一层层的打，而非一个地方画完再画另一个地方。我最近常常翻译文章，开始时，我总是务求一遍翻译好。但结果就是非常慢，且很容易放弃。后面开始使用多轮次、逐层打磨法。一开始用 ChatGPT 帮忙翻译一遍，然后自己再对照原文订正语义，最后扫一遍调换语序理顺词句等等。常言道，好文章是改出来的，应该也是这个道理。

滑铁卢大学教授 Srinivasan Keshav 在其 ”How to Read a Paper[2]“ 中阐述了经典的”三遍（three-pass approach）读论文“方法，也是类似的思想：

1. The first pass：鸟瞰式略读，抓摘要、章节标题、结论等重点内容。
2. The second pass：稍微细一些，但不要陷入细节。
3. The third pass：细读，完全理解。

其中任何一步都可以及时停止：这可能不是你需要的论文。但我之前读论文就常陷入一个误区，我愿称之为”地毯式读法“——逐字句过每一个细节。包括我刚开始进行 code review 时，也常常陷入这个误区。

一次性的、按顺序把事情做完，是大部分人的天性，但这种天性往往是低效的，我们要通过不断地训练来克服。说起来，我和老婆出去点菜的时候，也常用两遍法——第一遍把想吃的都加上，第二遍考虑各种约束（偏好强弱、价格高低、吃过与否等等）来将菜品去到一个合理的范围内。

我想背后的原因是：

1. 人的注意力是有限的，因此只擅长一次专注的做好一件事情。
2. 人的认知也是一个由浅入深的过程，一层层细化便是利用了这个特点。

参考资料

[1]

cmu15445 查询引擎: https://15445.courses.cs.cmu.edu/fall2022/notes/12-queryexecution1.pdf

[2]

How to Read a Paper: http://ccr.sigcomm.org/online/files/p83-keshavA.pdf