文末送书!看懂这本书,程序员可以自信地说“我要打十个”!

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民工哥 发表于 2022/05/28 00:05:39 2022/05/28
【摘要】 大厂面试常会有这样一道题,要求写一个算法对大量数据进行排序。 如果面试者只会写插入排序,大概率是无法通过的,说明他对基本的算法时间复杂度都没有掌握好。 选择不同的排序算法,程序的性能会存在数量级的差别。但就算通过刷题知道了差别,在工作中又要如何实际运用,写出高效的程序呢? 跟随行业大神学习,无疑是快速成长的不二法门。那么,对...

大厂面试常会有这样一道题,要求写一个算法对大量数据进行排序。

如果面试者只会写插入排序,大概率是无法通过的,说明他对基本的算法时间复杂度都没有掌握好。

选择不同的排序算法,程序的性能会存在数量级的差别。但就算通过刷题知道了差别,在工作中又要如何实际运用,写出高效的程序呢?

跟随行业大神学习,无疑是快速成长的不二法门。那么,对于程序员来说,Jon Bentley所著的《编程珠玑》,就是必读经典了。

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▲ 点击图片,跟大神学算法

是的,读懂这本书,程序员也可以像电影中的叶问一样,自信喊出“我要打十个”了!

业界传奇

《编程珠玑》有何神奇之处,为什么我敢说这样的话?

我们了解一下作者Jon Bentley的江湖地位就知道了。简单说,他是IT“祖师爷”们的授业恩师。

别的不多说,仅举两例。上学时不少同学都曾被《算法导论》反复折磨吧?其作者之一Charles Leiserson是他徒弟;现在靠着Java吃饭的程序员不在少数吧?Java之父“高司令”——James Gosling,也是他徒弟。

Jon Bentley本人也在计算机科学的发展上做出了杰出贡献,被誉为影响计算机算法发展的十位大师之一。

1982年,Jon大神离开执教六年的卡耐基梅隆大学,进入了业界传奇——贝尔实验室。这个实验室中先后诞生了9位诺贝尔奖获得者,以及5位图灵奖获得者。可以想象,Jon大神在这里,与那些传奇人物们碰撞出了多么绚烂的思想之花。

没错,我们在《编程珠玑》中就能看到,Jon与贝尔实验室的同仁们是如何开创性地思考并解决问题的。

《编程珠玑》并不是一本高高在上的书,它非常贴近程序员的日常工作。阅读这本书,我的感觉就是在近距离观摩大神,看他如何从提出问题到写出最终的代码来。

接下来,就让我们从怎么提问开始学习吧。

提问比解答更重要

先说说我入行不久时,吃过的一记大亏吧。

当时公司有一个内部需求,采编部门想要一个自动上传处理工具,将原始文件传到服务器进行转码,然后发布。

在需求会上,我想当然地认为对方跟我认知一致,就按照自己的想法去实现功能。

可想而知,到了交付期限时对方拒绝接收,甚至指出关键流程都不对。领导跟我复盘时哭笑不得,只好领着我找到对方,重头把需求捋清楚。

人生没有后悔药,我不能说要是早点看到《编程珠玑》,是不是就不会犯这样的低级错误了。但如果是刚入行的程序员,而且还没看过这本书,那就赶紧看起,别再重蹈我的覆辙了。

Jon大神在书的开篇就说明了,问对问题,远比马上寻找答案重要得多。

曾有同事向他请教如何对磁盘文件内容排序。Jon大神第一反应是哪里需要这么麻烦,直接在内存里排不就好了吗?

但大神看出了对方的犹豫,于是展开了追问,最终明白了问题的限制条件,提出了合理而高效的解决办法。

对书中的内容进行总结,我在此抛砖引玉,提出以下三个方法帮助剖析问题。

• 换位思考:能够站在需求方的角度去看待问题,而不是技术实现角度。

• 找到核心问题:需求方可能会给出详尽的说明,但首先要从中找到最关键的痛点,避免做无用功。

• 充分挖掘细节:多问几个为什么,消除模糊地带,这是职业水准的体现。

怎么把程序写对

Jon大神在《编程珠玑》中提出过一个他观察到的事实,即90%的程序员都无法一次将二分搜索的算法写对。一个更惊人的事实是,二分搜索算法的论文在1946年就发表了,但第一个没有错误的程序直到1962年才写出来。

这个事实表明,在理解问题与编程实现之间,存在着巨大的鸿沟。魔鬼总在细节中,这也是为什么道理都懂了,却过不好这一生。生活是具体的,编程也是。

幸好,Jon大神提供了一些方法和工具,帮助程序员们把程序写对。

首先,写程序之前也要打草稿。估计这一点就挺出人意料的,程序员的草稿就是伪代码,这需要提起笔,在纸上一字一句写下来。

做这件事情的好处是显而易见的,就是将自己的大脑设置为计算机的工作模式,检验设计思路的可行性。在这一步发现问题,调整设计方案是比较从容的,这比写成代码之后再调整,代价要小得多。

其次,要构建完整的自动测试工具集。人的脑容量是有限的,无法记住所有代码的细节。这就要靠自动化的测试工具,来保证程序每一步的结果都是正确的。

最后,注重benchmark的测量。结果符合预期并不是工作的结束,还要测量运行时benchmark的数值。优化系统,解决性能瓶颈,往往需要对系统内的关键细节有足够的了解。

找到问题最优的解

很多程序员通过刷题,敲开了公司的大门,但在实际工作中,却认为只要能用就行。这个认知,会对程序员的职业生涯造成非常不利的影响。

程序员问对了问题,接下来就要把事情做对。

当然,面试题考察的场景总是简单的,实际工作中业务逻辑更加复杂,能实现功能说不定就费了很大脑筋,但这不能成为程序员不思进取的理由。能“一打十”的程序员总是会向前多走一步,即写出不仅能用,而且好用的程序来。

一项关键能力,是要能够分析程序的性能,并找到问题的最优解。具备这项能力的前提,是程序员自己打好扎实的计算机科学理论基础。这包括数学功底、计算机系统组成结构、计算思维等。

结合书中的内容,我再次抛砖引玉,提出下面四点找最优解的方法:

• 透彻理解典型算法的思路,知道它们能解决哪些类型的现实问题,以及掌握其时空复杂度;

• 清楚计算机系统的结构,对设备I/O与存储的技术性能有准确把握;

• 掌握粗略估算法,根据常识以及公开的数据,推算出系统大致的边界,这对于指导方向特别重要;

• 要有良好的全局观,现象是表面的,造成问题的原因可能隐藏在别处,这需要从系统整体来考虑。

结语

如果说一个程序员能“以一打十”,大家还觉得有些抽象,或者觉得自己也行。那么换个说法,当行业发生变化时,我们能否无惧于动荡,自信在任何时候都有自己的位子,而且在职业上不断进步呢?

如果你是这样的程序员,那么请接受我的敬意,并且请和我交个朋友;如果不是,那也没关系,让我们一起跟着Jon大神学习起来吧。只要走在了正确的路上,任何时候出发都不会晚。

最后想和大家说,《编程珠玑》每一章的“深入阅读”部分,Jon大神都列举了诸多经典好书,这绝对是一处宝藏。我摘取一部分书目列举在下面,更多的宝贝就等你自己去挖掘吧。

• 《计算机程序设计的艺术》,Donald Ervin Knuth

• 《C程序设计语言》,Brian W. Kernighan、Dennis M. Ritchie

• 《人月神话》,Frederick Phillips Brooks,Jr.

• 《代码大全》,Steve McConnell

• 《软件项目生存指南》,Steve McConnell

• ……

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▲ 跟大神学算法

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▲ 经典续写

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