Питер Сейбел - Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста

Сейбел:Одно из отличий программы от литературного произведения - если не говорить об экспериментальной литературе - состоит в том, что не существует одного-единственного порядка чтения программы. Как вы читаете большие чужие программы?

Блох:Хороший вопрос. На самом деле я люблю хорошо написанные программы. Я знаю людей, способных взять большую неважно написанную программу и зарыться в код, пока не станет вырисовываться общая картина. Завидую такой способности - у меня ее никогда не было.

Я хочу иметь возможность брать небольшие модули, читать их, понимать по отдельности. Если же части программы тесно связаны между собой и надо читать ее целиком, чтобы понять отдельные элементы, - это просто кошмар. В этом случае мне надо заставить себя даже просто попытаться сделать это, и надо иметь доступ одновременно ко всему коду. Я распечатываю все, сажусь на пол, раскладываю вокруг листы распечатки и делаю на них пометки.

Если я читаю хорошо написанный код, то стараюсь взглянуть на него с высоты птичьего полета: кто-нибудь где-нибудь должен был оставить описание программы в целом. Если я нахожу такое описание, то знаю, где искать важнейшие модули. Я знакомлюсь сначала с ними, при необходимости погружаясь в более низкоуровневые модули для лучшего понимания.

Еще одно: хотя сам код линейный, его исполнение может быть нелинейным. Если мне повезло и фрагмент кода может быть прочитан насквозь - здорово. Если нет, мне нужно иметь доступ к инструментам, позволяющим быстро найти методы, которые вызываются, классы, которые расширяются, и так далее. Это позволяет мне проследить основные пути выполнения кода.

Сейбел:Вы применяли пошаговое исполнение кода, чтобы его понять?

Блох:Конечно! Это до сих пор мой любимый способ отладки, особенно для параллельного кода: система может находиться одновременно в стольких состояниях, что их невозможно перечислить. Я просто смотрю на код, мысленно прохожу его, думаю, какие инварианты в какое время должны соблюдаться. В нашем распоряжении есть много затейливых отладочных инструментов, но ни один не сравнится по своей силе с простым прогоном кода - при помощи отладчика или чтения с исполнением кода в уме. Я обнаружил таким способом множество ошибок и делаю это и при написании кода.

Когда я пишу программу, то спрашиваю себя: что вот здесь должно быть истинным? Очень важно перенести эти утверждения в код, чтобы сохранить их на будущее. Если язык позволяет сделать это при помощи конструкций утверждения, воспользуйтесь ими, если нет - поместите утверждения в комментарии. В любом случае это ценная информация и утрачивать ее нельзя. Это позволит вам оценить программу в полугодовой перспективе, а вашим коллегам - оценить ее в принципе.

Сейбел:Вы чувствуете, как люди понимают инварианты и как использовать утверждения, когда это нужно?

Блох:Нет. Вы, вероятно, знаете, что утверждения (assertions) - первый элемент, помещенный мною в Java, и я сознаю, что они так и не стали частью Java-культуры. Лишь немногие Java-программисты пользуются ими - даже не знаю, почему. Кстати, о математике: инварианты являются в высшей степени математической идеей.

Сейбел:Но для их понимания не нужно знать математику на “отлично”.

Блох:Не нужно. Но позвольте мне побыть адвокатом дьявола. Математика дает определенную четкость мышления. Я готовил к математической олимпиаде школьников четвертого и пятого классов. В этом возрасте некоторые дети уже понимают суть доказательства, что предположение должно быть явно и безапелляционнно истинным, а не думают: “По-моему, это верно, раз есть примеры того, как оно работает”.

Чтобы воспринять понятие инварианта, нужно сначала воспринять понятие доказательства. К сожалению, оно недоступно даже многим взрослым. Этот тип мышления обычно прививается в математических классах.

Сейбел:Чувствую, вы готовы сказать, что заняться программированием - лучший способ воспитать у себя этот стиль мышления. Вы бы преподавали программирование как науку об инвариантах...

Блох:В какой-то мере я согласен, но так можно зайти слишком далеко. Вернемся к Дейкстре. Уверен, вы читали его книгу “On the Cruelty of Really Teaching Computing Science” (О жестокости реального преподавания компьютерных наук), и полагаю, что в ней он абсолютно неправ. Деикстра говорит, что студентов нужно подпускать к компьютеру лишь после того, как те в течение семестра научатся обращаться с символами и понимать их подлинный смысл. Но это же бред! Ведь это удовольствие - приказать компьютеру сделать что-то и наблюдать, как он это делает. Я не в силах лишить студентов такого удовольствия. Да и не в состоянии - ведь компьютеры повсюду. Десятилетние дети пишут программы.

Сейбел:Как человек, пропагандирующий Java в Google, не находите ли вы, что этот язык мог бы использоваться более широко? Оставим в стороне поступь истории и уже сделанный людьми выбор и представим, что у вас есть волшебная палочка. Если бы могли заменить весь C++ на Java, это бы сработало?

Блох:До известной степени. Крупные программные блоки могут быть изменены таким образом, и все движется в этом направлении. Но если взять само ядро системы, к примеру внутренние циклы индексных серверов, то в нем даже крошечное улучшение показателей значит страшно много. Когда множество машин используют один фрагмент кода, увеличение скорости даже на пару процентов принесет серьезные выгоды для ваших финансов и для окружающей среды. Поэтому часть кода пишется на ассемблере, а что такое Си, как не ассемблер под другим названием?

Я по характеру не фанатик. Если это работает - прекрасно. Я двадцать лет писал код на Си. Но с точки зрения сбережения времени программистов эффективнее использовать более современный язык, который будет безопаснее, удобнее и выразительнее. Обычно время программиста куда ценнее компьютерного времени. Но это не обязательно так, если одна и та же программа запускается на тысячах машин. И есть программы, где целесообразно использовать менее безопасные языки, дающие нам большую скорость. Сегодня, как мне кажется, в смысле экономии компьютерного времени нет особой разницы, на каком языке писать ту или иную программу. Если кто-то говорит, что его язык эффективнее в десять раз, то это, скорее всего, неправда.

Но в смысле экономии времени программистов разница есть. Прежде всего, более современные языки свободны от многих типов ошибок. Во-вторых, в них есть прекрасные наборы инструментов, позволяющие сделать работу программиста более эффективной. Все это отчасти обусловлено тем, что именно эти языки люди учат в школе, - но также и их базовыми инженерными харктеристиками. Например, если в языке есть макрогенератор, писать для него хорошие утилиты намного сложнее. Парсинг C++ куда более непростое дело, чем парсинг Java.