Искусство программирования для Unix

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.

Наконец, приведем замечание относительно конструирования пользовательского интерфейса для нетехнических пользователей. Это сложное искусство, и в нем Unix-пограммисты не имеют хороших традиций. Однако идеи, которые были сформулированы здесь при изучении Unix-традиций, позволяют сделать одно четкое и полезное утверждение о нем. Когда пользователи говорят, что интерфейс интуитивен, они имеют в виду, что он (а) воспринимаемый, (b) прозрачный в использовании и (с) подчиняется правилу наименьшей неожиданности⁷⁹. Из трех данных правил правило наименьшей неожиданности является наименее ограничивающим. С первоначальной неожиданностью можно справиться, если воспринимаемость и прозрачность делают долгосрочное использование стоящим.

Пользовательские интерфейсы современных мобильных телефонов (например) характеризуются относительно высокой мнемонической нагрузкой, так как пользователю приходится сохранять в памяти хотя бы приблизительную ментальную модель интерфейсных меню, для того чтобы использовать их быстро и без необходимости постоянно уделять внимание расположению текущего пункта в иерархии. Однако хорошо спроектированные интерфейсы в любом случае быстро становятся "интуитивными" для своих пользователей, благодаря тому, что обладают всеми указанными качествами.

Понятие интуитивности не тождественно понятию простоты, поскольку (как показывает пример мобильных телефонов) пользователи способны развивать свою "интуицию" относительно прозрачных интерфейсов, имеющих довольно высокую мнемоническую нагрузку, до тех пор, пока простые операции легко осуществимы и есть способ, позволяющий быстро освоить наиболее трудные функции в интерфейсе.

11.6. Модели проектирования интерфейсов в Unix

В традициях операционной системы Unix описанные выше компромиссы достигаются с помощью твердо установившихся моделей проектирования интерфейсов. Ниже представлены лучшие из этих моделей, их анализ и примеры, после чего описывается их применение.

Следует отметить, чтб в число лучших примеров не включены модели GUI-конструкций (хотя включается модель проектирования, способная использовать GUI как компонент). В самих графических пользовательских интерфейсах не существует моделей проектирования, которые были бы особенно характерными для Unix. Общее описание моделей проектирования GUI-интерфейсов можно найти в статье "Experiences — A Pattern Language for User Interface Design" [15].

Кроме того, следует отметить, что программы могут иметь режимы, которые подходят для нескольких моделей интерфейсов. Программа, имеющая интерфейс, подобный интерфейсу компилятора, например, может работать как фильтр, если в командной строке не указаны файловые аргументы (подобным образом работают многие конвертеры форматов).

11.6.1. Модель фильтра

Моделью проектирования интерфейсов, которая наиболее традиционно связывается с операционной системой Unix, является фильтр (filter). Программа-фильтр принимает данные на стандартном вводе, трансформирует их определенным образом, после чего они могут запрашивать параметры начальной загрузки (например, переменные окружения), и, как правило, управляются параметрами командной строки, но не требуют обратной связи или ввода пользовательских команд во входной поток.

Двумя классическими примерами фильтров являются программы tr(1) и grep( 1). Программа tr(1) представляет собой утилиту, которая преобразует данные на стандартном вводе в результаты на стандартном выводе, используя спецификацию преобразования, заданную в командной строке. Программа grep(1) выбирает из потока стандартного ввода строки, соответствующие выражению, указанному в командной строке. Полученные в результате такого отбора строки отправляются на стандартный вывод. Третья программа-фильтр — утилита sort( 1), которая сортирует входящие строки согласно критериям, заданным в командной строке, и отправляет отсортированный результат в поток стандартного вывода.

Обе утилиты grep(1) и sort(1) (но не tr( 1)) способны в качестве альтернативы принимать данные из файла (или файлов), указанного в командной строке. В таком случае программы не считывают стандартный ввод, а функционируют так, как если бы поток ввода представлял собой соединение содержимого заданных файлов в порядке следования их имен в командной строке. (В данном случае также ожидается, что ввод в командной строке символа "-" в качестве имени файла вынуждает программу считывать данные со стандартного ввода.) Прообразом таких "cat-подобных" фильтров является программа cat(1), причем предполагается, что фильтры функционируют именно так, если не существует специфических для приложения причин иначе обрабатывать файлы, заданные в командной строке.

При разработке фильтров полезно учитывать несколько дополнительных правил, которые были частично сформулированы в главе 1.

1. Помнить рекомендацию Постела: быть снисходительным к принимаемым данным и строгим к отправляемым данным. То есть пытаться принимать настолько свободные и неорганизованные входные форматы, насколько это возможно, и выпускать насколько возможно хорошо структурированный и компактный исходящий формат. Соблюдение первого условия сокращает вероятность того, что разрабатываемый фильтр будет хрупким в ситуации неожиданного применения и сломается в чужих руках (или в центре чужой инструментальной связки). Соблюдение второго условия увеличивает вероятность того, что данный фильтр будет полезен в качестве ввода для других программ.

2. В ходе фильтрации никогда не следует отбрасывать ненужную информацию. Это также увеличивает вероятность того, что данный фильтр когда-нибудь будет полезен в качестве ввода для других программ. Отброшенная информация — информация, которую не сможет использовать ни один из последующих этапов конвейера.

3. При фильтрации не следует добавлять излишнюю информацию. Необходимо избегать добавления несущественной информации и переформатирования, которое может усложнить анализ отфильтрованных данных в последующих программах. Наиболее распространенными примерами такой информации являются такие косметические добавления, как заголовки, колонтитулы, пустые строки и линейки, итоговые сводки и преобразования, такие как добавление выровненных столбцов или запись "150%" вместо коэффициента "1.5". Значения времени и даты — предмет особого беспокойства, поскольку их сложно анализировать в последующих программах. Любые подобные дополнения должны быть необязательными и контролироваться ключами командной строки. Если разрабатываемая программа выводит даты, то хорошей практикой является наличие ключа, который позволяет выводить их в IS08601-форматах YYYY-MM-DD и hh:mm:ss, или, что еще лучше, использовать эти форматы по умолчанию.

Термин "фильтр" для данной модели является давно укоренившимся жаргоном Unix.

Понятие "фильтр" действительно давно укоренилось. Оно стало использоваться в то же время, что и каналы (pipes). Термин был заимствован у инженеров-электриков: данные поступали от источника через фильтры в приемник. Источником или приемником мог быть либо процесс, либо файл. Коллективный термин инженеров-электриков, "цепь" (circuit), никогда не рассматривался, так как "водопроводная метафора" для потока данных уже твердо укрепилась.