Для некоторых из нас программирование – это увлекательная игра. Программа – это мысленная конструкция. Ничего не стоит её построить, она ничего не весит, и она легко вырастает под нашими пальцами.
Если не быть осторожным, размер и сложность выходят из-под контроля, запутывая даже того, кто её пишет. Это основная проблема программирования: сохранять контроль над программами. Когда программа работает – это прекрасно. Искусство программирования – это умение контролировать сложность. Большая программа находится под контролем, и выполнена просто в своей сложности.
Многие программисты верят, что этой сложностью лучше всего управлять, используя в программах небольшой набор хорошо известных техник. Они описали строгие правила («наилучшие практики») того, какую форму программы должны иметь. И самые ревностные среди них считают тех, кто отклоняется от этих практик, плохими программистами.
Что за враждебность по отношению к богатству программирования – попытки принизить его до чего-то прямолинейного и предсказуемого, наложить табу на всякие странные и прекрасные программы! Ландшафт техник программирования огромен, увлекателен своим разнообразием, и до сих пор изучен мало. Это опасное путешествие, заманивающее и запутывающее неопытного программиста, но это всего лишь означает, что вы должны следовать этим путём осторожно и думать головой. По мере обучения вам всегда будут встречаться новые задачи и новые неизведанные территории. Программисты, не изучающие новое, стагнируют, забывают свою радость, их работа наскучивает им.
Почему язык имеет значение
В начале, при зарождении компьютерных дисциплин, не было языков программирования. Программы выглядели так:
00110001 00000000 00000000
00110001 00000001 00000001
00110011 00000001 00000010
01010001 00001011 00000010
00100010 00000010 00001000
01000011 00000001 00000000
01000001 00000001 00000001
00010000 00000010 00000000
01100010 00000000 00000000
Это программа, складывающая числа от 1 до 10, и выводящая результат (1 + 2 + … + 10 = 55). Она может выполняться на очень простой гипотетической машине. Для программирования первых компьютеров было необходимо устанавливать большие массивы переключателей в нужные позиции, или пробивать дырки в перфокартах и скармливать их компьютеру. Можете представить, какая это была утомительная, подверженная ошибкам процедура. Написание даже простых программ требовало большого ума и дисциплины. Сложные программы были практически немыслимы.
Конечно, ручной ввод этих мистических диаграмм бит (нулей и единиц) давал программисту возможность ощутить себя волшебником. И это чего-то стоило в смысле удовлетворения работой.
Каждая строка указанной программы содержит одну инструкцию. На обычном языке их можно описать так:
1. записать 0 в ячейку памяти 0
2. записать 1 в ячейку памяти 1
3. записать значение ячейки 1 в ячейку 2
4. вычесть 11 из значения ячейки 2
5. если у ячейки 2 значение 0, тогда продолжить с пункта 9.
6. добавить значение ячейки 1 к ячейке 0
7. добавить 1 к ячейке 1
8. продолжить с пункта 3.
9. вывести значение ячейки 0
Этот вариант легче прочесть, чем кучу бит, но он всё равно не очень удобен. Использование имён вместо номеров инструкций и ячеек памяти может улучшить понимание.
установить ‘total’ в 0
установить ‘count’ в 1
[loop]
установить ‘compare’ в ‘count’
вычесть 11 из ‘compare’
если ‘compare’ равно нулю, перейти на [end]
добавить ‘count’ к ‘total’
добавить 1 к ‘count’
перейти на [loop]
[end]
вывести ‘total’
Вот теперь уже не так сложно понять, как работает программа. Справитесь? Первые две строки назначают двум областям памяти начальные значения. total будет использоваться для подсчёта результата вычисления, а count будет следить за числом, с которым мы работаем в данный момент. Строчки, использующие ‘compare’, наверно, самые странные. Программе нужно понять, не равно ли count 11, чтобы прекратить подсчёт. Так как наша воображаемая машина довольно примитивна, она может только выполнить проверку на равенство переменной нулю, и принять решение о том, надо ли перепрыгнуть на другую строку. Поэтому она использует область памяти под названием ‘compare’, чтобы подсчитать значение count – 11 и принять решение на основании этого значения. Следующие две строки добавляют значение count в счетчик результата и увеличивают count на 1 каждый раз, когда программа решает, что ещё не достигла значения 11.