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编程思维

在前面的文章里面有不少谈到通用性思维,分析和解决问题思维,SOA思想,面向对象思维等方面的文章。今天在知乎看到一个问题,既编程思维的本质究竟是什么?当看到这个问题的时候才发现其实我们确实很少去谈论真正的编程思维。

谈编程不可避免的要谈到编程语言,而编程语言之所以出现,其最终的目的仍然是提供一种抽象方法来解决现实中的问题,问题本身的复杂程度往往取决于抽象的种类和质量。从汇编语言的出现解决了最初的抽象,而类似c或fortran语言出现则可以看做是对汇编语言的进一步抽象。这一步抽象的完成其实是很重要的一个进步,既我们在解决问题的时候不再需要关系复杂的机器模型或机器码,而是可以更多的关注问题和解决方案本身。

在这个阶段,从编程本身来说最核心的还是算法和数据结构。这也是任何程序最重要的两个基本要素。既把问题域本身涉及到的数据映射到合适的数据结构,把通过程序解决问题的过程映射为具体的算法逻辑。那么编程实际的难点在哪?不是算法本身或数据结构本身,而是当你拿到问题域的时候知道如何理解和分解问题,并将其映射到最适合的算法或数据结构上。这个映射其实本身不是程序解决的问题,还是人脑在思维,程序本身仅仅是在实现自动化的过程。

那么程序在算法实现过程中最基本的是什么?我们看不同的程序片段可以看到的还是if/else,或者for/while,然后才是数据或数据类型定义。而前者即写任何一个程序中最重要的控制逻辑。那么编程里难的实际上不是控制语句本身,而是在把问题域分解后知道如何理解判断逻辑,如何将问题域中重复的东西抽象为循环,如何从问题域中抽象出数据结构。一个人编程能力本身的好坏,或者说编程思维能力,重点其实是体现在这种映射能力,也可以称这种映射能力为数学建模能力。举个例子来说,如果一个问题你已经知道了可以映射到构建二叉树,然后通过遍历的方式来解决了,那么可以说然后一个掌握了语言语法的人都可以写出程序来。那么实际编程思维或能力的强弱则在于前面谈到的映射和建模。

面向对象思想和面向对象编程语言的出现,可以说也是编程思维本身的第二次重大提升。既原有的编程语言可以看到我们关注更多的已经是抽象后的解决方案,而面向对象的编程语言则首先关注的是通过对象和类,通过继承,通过接口定义等首先对现实世界进行很好的抽象描述,其次才是如何去解决问题。现实世界中所有的一切都是对象,而面向对象语言中的类本身就是对现实世界中对象的很好的抽象。

对于面向对象的核心特征谈的比较多的是封装,继承和多态。这些可能比较偏技术词汇,那么再简单点来说面向对象编程思维其核心则是找到问题域中的对象,将其抽象为类,识别类应该有的属性和方法特征,同时去理清类和类之间的关联和交互关系,将问题本身的解决过程映射到类和类之间的方法交互上。如果从这个意义上来说,好像也不是很复杂,那么实际面向对象编程的难点实际在为了保持代码足够的健壮性,可维护性,可扩展性而做出的各种抽象,包括接口的提取和组合,控制或逻辑类的增加等,这些本质已经转换到技术域类本身。

除了上面谈到的,再谈下其它的一些内容。编程里面有一个重要的思想即是复用,从最简单的函数,到模版库,类库,再到更上层的公共组件等,都在体现复用的思想,而复用本身的目的则主要是提升开发效率,提升可维护性和代码的可读性等。复用可以理解为编程过程中的编程思想更加恰当。

编程的思想是自动化,不要简单的理解为编程语言能够帮助你解决建模和映射的难题,编程的自动化更多的还是体现在机器可以自动化的进行大量计算和运算,而这个运算是通过我们的程序进行的。程序中体现的一个重点我更喜欢把它理解为循环,从抽象中去发现和发觉一种可自动化的循环,这种循环的处理正是程序的强项。任何人都应该有这种自动化的编程思维,即懒人思维,重复的事情一定不要自己手工重复完成。

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