Искусство программирования для Unix

11.4.1. Учебный пример: два способа написания программы калькулятора

Для того чтобы более конкретно изучить преимущества и недостатки GUI- и CLI-интерфейсов, рассмотрим, как данные стили можно полезно применить в конструкции простой интерактивной программы: настольного калькулятора. В качестве примеров для контраста используются утилиты dc(1)/bc(1) и xcalc(1).

Первоначально программой настольного калькулятора в Unix, впервые распространявшегося с Version 7, была утилита dc(1) — калькулятор с обратной польской нотацией, который мог выполнять арифметические вычисления с неограниченной точностью. Позднее над утилитой dc(1) был реализован язык алгебраического (с инфиксной нотацией) калькулятора, bc(1) (взаимосвязь данных программ рассматривалась в качестве учебного примера в главе 7, а затем в главе 8). В обеих программах используется CLI-интерфейс. Пользователь вводит выражение на стандартный ввод и нажимает клавишу Enter, после чего значение выражения печатается на стандартный вывод.

С другой стороны, программа xcalc(1) визуально имитирует простой калькулятор с кнопками и дисплеем обычного калькулятора.

Подход, примененный в xcalc(1), проще описать, так как он имитирует интерфейс, с которым знакомы начинающие пользователи. Действительно, в справочном руководстве сказано: "Цифровые клавиши, клавиши +/– , +, – , *, / и = выполняют в точности те функции, которые от них можно ожидать". Все возможности программы передаются надписями на визуальных клавишах. В данном случае соблюдается правило наименьшей неожиданности в строжайшей его форме, а для редких и начинающих пользователей, которым никогда не понадобится читать справочное руководство по использованию данной программы, это представляется реальным преимуществом.

Рис. 11.1. Графический интерфейс программы xcalc

Однако xcalc также наследует почти полную непрозрачность обычного калькулятора. При расчете сложного выражения невозможно просмотреть и проверить нажатия клавиш, что может оказаться проблемой, если пользователь, например, неверно поставит десятичную точку в выражении, подобном (2.51 + 4.6) * 0.3. В программе не предусмотрено сохранение истории команд, поэтому проверить ввод выражения невозможно. Пользователь получит результат, однако он не будет соответствовать запланированным вычислениям.

Иначе обстоит дело с программами dc(1) и bc(1). Пользователь может исправлять ошибки в выражении по мере его создания. Интерфейс данных программ более прозрачен, поскольку пользователь может просмотреть выполняемые вычисления на каждой стадии. Интерфейс более выразителен, так как интерпретатор dc/bc, не будучи ограниченным подходящей визуальной моделью калькулятора, может включать в себя гораздо более широкий ассортимент функций (и такие средства, как условные переходы, хранимые переменные и циклы). Следствием данных преимуществ, естественно, является большая мнемоническая нагрузка.

Лаконичность в данном случае — это случайная характеристика. Пользователь, хорошо владеющий навыками машинописи, сочтет CLI-интерфейс более лаконичным, тогда как для не владеющего машинописью пользователя, возможно, будет быстрее выбирать и нажимать клавиши в GUI-интерфейсе. Возможность использования в сценариях совсем не случайна. Комбинацию dc/bc можно легко использовать в качестве фильтра, a xcalc вообще невозможно задействовать в сценарии.

Компромисс между простотой для начинающих и полезностью для опытных пользователей в данном случае весьма очевиден. Для нерегулярного использования в ситуациях, когда не трудно проверить ошибку вычисления в уме, более применима программа xcalc. В более сложных вычислениях, где этапы должны быть не только корректными, но их корректность должна быть видимой, или в которых значения более удобно вычисляются другой программой, выигрывает комбинация dc/bc.

11.5. Прозрачность, выразительность и возможность конфигурирования

Unix-программисты унаследовали сильную склонность к созданию выразительных и конфигурируемых интерфейсов. Как и остальные программисты, они думают о том, как привести разрабатываемые интерфейсы в соответствие с требованиями целевой аудитории. Однако они иначе решают вопрос неопределенности целевой аудитории. Разработчики программного обеспечения, главным образом сталкивающиеся с клиентскими операционными системами, обычно склоняются к созданию простых интерфейсов. Они предпочитают жертвовать выразительностью ради простоты. Unix- программисты обычно склонны создавать выразительные и прозрачные интерфейсы и для достижения данных качеств скорее готовы пожертвовать простотой.

Результаты этого часто описываются как интерфейсы, созданные "программистами для программистов". Однако это значительно упрощает проблему. Когда Unix-программист делает выбор в пользу возможности конфигурирования и выразительности вместо простоты, он не обязательно считает свою аудиторию состоящей исключительно из других программистов. Скорее он поступает так инстинктивно, из-за отсутствия знаний о целях конечных пользователей он выбирает наилучший путь — не опекать пользователей и не предугадывать их действия.

Недостатком данной позиции (родственной подходу "механизм, а не политика") является склонность предполагать, что когда высококонфигурируемый и выразительный интерфейс создан, то работа окончена, даже если для кого-либо другого результат почти невозможно использовать без длительного обучения. Обратной стороной конфигурируемости является неотложная потребность в хороших стандартных установках и простом способе устанавливать все настройки в стандартные значения. Обратной стороной выразительности является потребность в руководстве, в самой программе или в документации, где указано, с чего необходимо начинать и как добиваться наиболее распространенных результатов.

Генри Спенсер.

Правило прозрачности также оказывает свое влияние. При написании программы, удовлетворяющей требованиям RFC или другого стандарта, который определяет набор управляющих параметров, Unix-программист часто предполагает, что его работа заключается в обеспечении совершенного и прозрачного интерфейса ко всем данным параметрам, причем независимо от того, будет ли, по его мнению, использоваться какой-либо из параметров. Его работа — механизм, а политика принадлежит пользователю.

Эта позиция гораздо меньше допускает неполную поддержку функций. В тех случаях, когда Macintosh или Windows-разработчик сказал бы: "Нам не нужна поддержка данной функции стандарта, большинство пользователей не обратит на это внимания, и она является слишком сложной для них", Unix-разработчик, вероятно, скажет: "Пока не ясно, потребуется ли данная функция или параметр в будущем, следовательно, ее необходимо поддерживать".

Такие противоположные позиции могут приводить к конфликтам, когда Unix-программист работает с не-Unix-программистами, которые, вероятно, истолкуют его выбор конструкции как необдуманное стремление обременять пользователей малопонятными, бессмысленными и даже пугающими техническими подробностями. Mac- и Windows-программисты боятся отпугивать большинство, чтобы служить повышенным потребностям меньшинства.

С другой стороны, Unix-пограммист, вероятно, рассматривает отказ от выразительности как своеобразное бегство от действительности или даже предательство будущих пользователей, которые будут знать о своих требованиях лучше, чем нынешний разработчик. Парадоксально, но несмотря на то, что позиция Unix-разработчиков часто истолковывается как программистское высокомерие, она в действительности является формой смирения, часто приобретаемой с множеством боевых шрамов.

Противоположные культуры программистов по-разному оценивают степень целесообразности позиции Unix. На какой бы стороне водораздела не оказался читатель, разумным будет умение слушать других и понимание предпосылок, лежащих в основе противоположной точки зрения. Чтобы не попасть в ловушку запугивания пользователей или снисходительного отношения к ним, возможно, следует создавать прозрачные интерфейсы, в которых дополнительные функции присутствуют, но присутствуют незаметно. Хорошими примерами для подражания в данном случае являются программы audacity и kmail, рассмотренные в главе 6.