軟件開(kāi)發(fā)的本質(zhì)

從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程就是問(wèn)題空間到解決方案空間的一個(gè)映射轉(zhuǎn)化。

“問(wèn)題空間”就是系統(tǒng)要解決的“領(lǐng)域”問(wèn)題。因此，也可以簡(jiǎn)單理解為一個(gè)領(lǐng)域就對(duì)應(yīng)一個(gè)問(wèn)題空間，是一個(gè)特定范圍邊界內(nèi)的業(yè)務(wù)需求的總和。

“領(lǐng)域模型”就是“解決方案空間”，是針對(duì)特定領(lǐng)域里的關(guān)鍵事物及其關(guān)系的可視化表現(xiàn)，是為了準(zhǔn)確定義需要解決問(wèn)題而構(gòu)造的抽象模型，是業(yè)務(wù)功能場(chǎng)景在軟件系統(tǒng)里的映射轉(zhuǎn)化，其目標(biāo)是為軟件系統(tǒng)的構(gòu)建統(tǒng)一的認(rèn)知。

每個(gè)軟件系統(tǒng)本質(zhì)上都解決了特定的問(wèn)題，屬于某一個(gè)特定領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了同樣的核心業(yè)務(wù)功能來(lái)解決該領(lǐng)域中核心的業(yè)務(wù)需求。領(lǐng)域模型在軟件開(kāi)發(fā)中的主要起到如下作用。

• 幫助分析理解復(fù)雜業(yè)務(wù)領(lǐng)域問(wèn)題，描述業(yè)務(wù)中涉及的實(shí)體及其相互之間的關(guān)系，是需求分析的產(chǎn)物，與問(wèn)題域相關(guān)。
• 是需求分析人員與用戶交流的有力工具，是彼此交流的語(yǔ)言。
• 分析如何滿足系統(tǒng)功能性需求，指導(dǎo)項(xiàng)目后續(xù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

代碼藝術(shù)家

“根本沒(méi)有藝術(shù)這種東西，唯有藝術(shù)家而已”。(貢布里?！端囆g(shù)的故事》)

這句話的意思是，藝術(shù)其實(shí)就是藝術(shù)家的一種表達(dá)方式、情緒和價(jià)值觀。藝術(shù)家在哪里，藝術(shù)就在哪里；藝術(shù)在哪里，美就在哪里。

禪是什么？計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)又是什么？

我想說(shuō)，這個(gè)程序設(shè)計(jì)的藝術(shù)也是不存在的，只有程序員而已——我們不妨稱之為“代碼藝術(shù)家”好了。程序員在哪里，程序設(shè)計(jì)的藝術(shù)就在哪里，人類的智慧跟創(chuàng)造力就在哪里。

軟件研發(fā)是技術(shù)也是藝術(shù)，不僅要有一行行的代碼，還要有主題思想、想象力、宏觀架構(gòu)。

我有一個(gè)夢(mèng)想，我寫(xiě)的代碼，可以像詩(shī)歌一樣優(yōu)美。我有一個(gè)夢(mèng)想，我做的設(shè)計(jì)，能恰到好處，既不過(guò)度，也無(wú)不足。

軟件的復(fù)雜性

然而，現(xiàn)實(shí)卻是——

“不管你們有多敬業(yè)，加多少班，在面對(duì)爛系統(tǒng)時(shí)，你仍然會(huì)寸步難行，因?yàn)槟愦蟛糠值木Σ皇窃趹?yīng)對(duì)開(kāi)發(fā)需求，而是在應(yīng)對(duì)混亂?！?Robert C.Martin)

“軟件的復(fù)雜性是一個(gè)基本特征，而不是偶然如此?！?Frederick P.Brooks.Jr《人月神話》 )

問(wèn)題域有其復(fù)雜性，而軟件在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中又有很大的靈活性和抽象性，導(dǎo)致軟件具有天然的復(fù)雜性。缺少技藝?！皩?xiě)代碼”作為一種技能，入門并不是很難。但是要像高手那樣優(yōu)雅地“寫(xiě)好代碼”并不是一件容易的事，需要持續(xù)地學(xué)習(xí)和實(shí)踐。

匠人精神

把簡(jiǎn)單的事情做到極致，功到自然成，最終“止于至善”。
秋山利輝《匠人精神》

軟件設(shè)計(jì)不僅是“技術(shù)”（Technique），更是一門“技藝”（Craftsmanship）。要想控制復(fù)雜度，防止系統(tǒng)腐化，我們不能只滿足做一個(gè)搬磚的“碼農(nóng)”，而是要堅(jiān)持自己的技術(shù)夢(mèng)想和技術(shù)信仰。

懷有一顆“匠人”之心，保持專注、持續(xù)學(xué)習(xí)，每天進(jìn)步一點(diǎn)點(diǎn)。唯有如此，我們才有可能“從碼農(nóng)走向工匠”！

代碼自律精神

破窗效應(yīng)（Broken Windows Theory）是犯罪心理學(xué)中一個(gè)著名的理論，由JamesQ. Wilson和George L. Kelling提出，刊于The Atlantic Monthly 1982年3月版中一篇題為“Broken Windows”的文章。此理論認(rèn)為：環(huán)境中的不良現(xiàn)象如果被放任存在，就會(huì)誘使人們仿效，甚至變本加厲。以一幢有少許破窗的建筑為例，如果破窗不被修理好，可能將會(huì)有破壞者破壞更多的窗戶。最終，他們甚至?xí)J入建筑內(nèi)，如果發(fā)現(xiàn)無(wú)人居住，也許就在那里定居或者縱火。一面墻，如果出現(xiàn)一些涂鴉而沒(méi)有被清洗掉，那么很快，墻上就布滿了亂七八糟、不堪入目的東西；一條人行道有些許紙屑，不久后就會(huì)有更多垃圾，最終人們會(huì)視若理所當(dāng)然地將垃圾順手丟棄在地上。這個(gè)現(xiàn)象，就是犯罪心理學(xué)中的“破窗效應(yīng)”。

“第一扇破窗”常常是事情惡化的起點(diǎn)。

從“破窗效應(yīng)”中我們可以得到這樣一個(gè)道理：任何一種已存在的不良現(xiàn)象都在傳遞著一種信息，會(huì)導(dǎo)致不良現(xiàn)象無(wú)限擴(kuò)展，同時(shí)必須高度警覺(jué)那些看起來(lái)是偶然的、個(gè)別的、輕微的“過(guò)錯(cuò)”，如果對(duì)“過(guò)錯(cuò)”不聞不問(wèn)、熟視無(wú)睹、反應(yīng)遲鈍或糾正不力，就會(huì)縱容更多的人“去打爛更多的窗戶”，極有可能演變成“千里之堤，潰于蟻穴”的惡果。

在軟件工程中，“破窗效應(yīng)”可謂是屢見(jiàn)不鮮。面對(duì)一個(gè)混亂的系統(tǒng)和一段雜亂無(wú)章的代碼，后來(lái)人往往會(huì)加入更多的垃圾代碼。這也凸顯了規(guī)范和重構(gòu)的價(jià)值。首先，我們要有一套規(guī)范，并盡量遵守規(guī)范，不要做“打破第一扇窗”的人；其次，發(fā)現(xiàn)有“破窗”，要及時(shí)地修復(fù)，不要讓事情進(jìn)一步惡化。整潔的代碼需要每個(gè)人的精心呵護(hù)，需要整個(gè)團(tuán)隊(duì)都具備一些工匠精神。

KISS 哲學(xué)

KISS：Keep It Simple and Stupid。Less Is More。一個(gè)方法只做一件事情。單一職責(zé)原則（SingleResponsibility Principle，SRP）。

Robert C. Martin有一個(gè)信條：函數(shù)的第一規(guī)則是要短小，第二規(guī)則是要更短小。

真正的“簡(jiǎn)單”絕不是毫無(wú)設(shè)計(jì)感，上來(lái)就寫(xiě)代碼，而是“寶劍鋒從磨礪出”，亮劍的時(shí)候猶如一道華麗的閃電，背后卻有著大量的艱辛和積累。真正的簡(jiǎn)單，不是不思考，而是先發(fā)散、再收斂。在紛繁復(fù)雜中，把握問(wèn)題的核心。

Less Is More：維護(hù)過(guò)遺留系統(tǒng)、受過(guò)超長(zhǎng)函數(shù)折磨的讀者應(yīng)該深有體會(huì)，相比于3000行代碼的“龐然大物”，肯定是更短小的函數(shù)更易于理解和維護(hù)。有時(shí)保持代碼的邏輯不變，只是把長(zhǎng)方法改成多個(gè)短方法，代碼的可讀性就能提高很多。超長(zhǎng)方法是典型的代碼“壞味道”，對(duì)超長(zhǎng)方法的結(jié)構(gòu)化分解是提升代碼可讀性最有效的方式之一。

“我不是一個(gè)偉大的程序員，只是習(xí)慣比較好而已?！保↘ent Beck）

只有養(yǎng)成精益求精、追求卓越的習(xí)慣，才能保持精進(jìn)，寫(xiě)出好的代碼。

SOLID ：5大設(shè)計(jì)原則

5個(gè)原則分別如下：

• Single Responsibility Principle（SRP）：?jiǎn)我宦氊?zé)原則。
• Open Close Principle（OCP）：開(kāi)閉原則。
• Liskov Substitution Principle（LSP）：里氏替換原則。
• Interface Segregation Principle（ISP）：接口隔離原則。
• Dependency Inversion Principle（DIP）：依賴倒置原則。
  SOLID 設(shè)計(jì)原則最早由Robert C. Martin在2000年的論文“Design Principles and DesignPatterns”中引入。 SOLID 是開(kāi)頭字母的縮寫(xiě)，其本身就有“穩(wěn)定的”的意思，寓意是“遵從SOLID原則可以建立穩(wěn)定、靈活、健壯的系統(tǒng)”。

設(shè)計(jì)模式

With patterns, you can use the solution a million times over, without everdoing it the same way twice.
利用模式，我們可以讓一個(gè)解決方案重復(fù)使用，而不是重復(fù)造輪子。
克里斯托佛·亞歷山大《建筑的永恒之道》。Christopher Alexander, 是當(dāng)代建筑大師。在對(duì)建筑理論的探索過(guò)程當(dāng)中,亞歷山大形成了自己的有關(guān)建筑、自然和生活的哲學(xué)。

視覺(jué)思維：想象力與抽象思維

如果你能閉上眼睛，讓算法在你的眼前舞動(dòng)——這就是視覺(jué)思維。如果，你能牛逼到，能看到01字節(jié)的跳動(dòng)（ByteDance），那你就是編程界的“天神”般的存在了。

“人類之所以成為人類，是因?yàn)槿祟惸軌蛳胂蟆薄＃ê绽度祟惡?jiǎn)史》）

“想象力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象力概括著世界的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉?！保◥?ài)因斯坦《論科學(xué)》）

抽象思維以詞為中介來(lái)反映現(xiàn)實(shí)。這是思維的最本質(zhì)特征，也是人的思維和動(dòng)物心理的根本區(qū)別。

正是抽象思維幫助人類從具體事物中抽象出各種概念，再用這些概念去構(gòu)筑種種虛構(gòu)的故事。這些概念包括經(jīng)濟(jì)（例如貨幣、證券）、文學(xué)、藝術(shù)和科學(xué)等，都是建立在抽象的基礎(chǔ)之上的。

“所有事物都要經(jīng)過(guò)兩次創(chuàng)造的原則，第一次為心智上的創(chuàng)造，第二次為實(shí)際的創(chuàng)造”。(柯維《高效能人士的七個(gè)習(xí)慣》)

先想清楚目標(biāo)，然后努力實(shí)現(xiàn)。不管是人生大問(wèn)題，還是階段性要完成的事情，都需要目標(biāo)清晰、有的放矢。

平衡的藝術(shù)：Rule of Three

Rule of Three 也被稱為“三次原則”，是指當(dāng)某個(gè)功能第三次出現(xiàn)時(shí)，就有必要進(jìn)行“抽象化”了。這也是軟件大師Martin Fowler在《重構(gòu)》一書(shū)中提出的思想。三次原則指導(dǎo)我們可以通過(guò)以下步驟來(lái)寫(xiě)代碼。（1）第一次用到某個(gè)功能時(shí)，寫(xiě)一個(gè)特定的解決方法。（2）第二次又用到的時(shí)候，復(fù)制上一次的代碼。（3）第三次出現(xiàn)的時(shí)候，才著手“抽象化”，寫(xiě)出通用的解決方法。這3個(gè)步驟是對(duì)DRY原則和YAGNI原則的折中，是代碼冗余和開(kāi)發(fā)成本的平衡點(diǎn)。同時(shí)也提醒我們反思，是否做了很多無(wú)用的超前設(shè)計(jì)、代碼是否開(kāi)始出現(xiàn)冗余、是否要重新設(shè)計(jì)。軟件設(shè)計(jì)本身就是一個(gè)平衡的藝術(shù)，我們既反對(duì)過(guò)度設(shè)計(jì)（OverDesign），也絕對(duì)不贊成無(wú)設(shè)計(jì)（No Design）。

參考資料

愛(ài)因斯坦《愛(ài)因斯坦文集》
Frederick P.Brooks.Jr《人月神話》
克里斯托佛·亞歷山大《建筑的永恒之道》
赫拉利《人類簡(jiǎn)史》
秋山利輝《匠人精神》

《禪與計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》 / 陳光劍 目錄

第一性原理

什么是禪？

什么是計(jì)算機(jī)？

什么是程序設(shè)計(jì)？

什么是藝術(shù)？

宇宙之起源

物質(zhì)之形成

半導(dǎo)體材料

納米光刻

二極管、三極管

太極陰陽(yáng)與二進(jìn)制

布爾代數(shù)與數(shù)字邏輯系統(tǒng)

模擬電子電路系統(tǒng)

信號(hào)與處理

信息論

圖靈機(jī)模型

馮諾依曼模型

計(jì)算機(jī)演化史

什么是編程？

編程語(yǔ)言進(jìn)化史

程序 = 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + 算法

模型關(guān)系思維

真理與模型

建筑工程、機(jī)械工程、電氣工程與軟件工程

CPU架構(gòu)設(shè)計(jì)

緩存思想

計(jì)算機(jī)科學(xué)中的中間層理論

從01機(jī)器碼到匯編指令到高級(jí)編程語(yǔ)言：一切皆是映射

美妙的遞歸

用計(jì)算機(jī)畫(huà)一張分形圖

分層思想

硬件驅(qū)動(dòng)

操作系統(tǒng)

通信原理：TCP/IP 與 HTTP 協(xié)議、WIFI無(wú)線協(xié)議

互聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)史

數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)：從ROM、RAM到寄存器到L1/L2 Cache 再到磁盤(pán)文件

索引原理：來(lái)自大自然的啟示 Tree 結(jié)構(gòu)

人類社會(huì)數(shù)字化

人工智能

虛擬現(xiàn)實(shí)

技術(shù)、藝術(shù)與禪道

// TODO ...... 待續(xù)

《禪與計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》 / 陳光劍