Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста

То же касается и чисто математических моментов — ко мне обращаются люди, которые их не понимают. Поэтому я скажу так: как правило, я все пишу верно, но знаю, что мне тем не менее нужно эти моменты исправлять и улучшать.

Сейбел: Как правило, публикуя литературную программу, вы публикуете ее финальную версию. Кроме того, вам часто приписывается авторство фразы «Преждевременная оптимизация — корень всех зол». Но на момент создания финальной версии программы уже нельзя говорить о преждевременности — возможно, некоторые части были оптимизированы весьма эффективно. Но не усложняет ли это чтение кода?

Кнут: Нет. Хорошая литературная программа всегда покажет свою историю. Хорошая литературная программа всегда скажет: «Вот очевидный способ выполнения данной задачи — почему бы нам им не воспользоваться?»

Когда вы вводите более тонкие детали в свою программу, литературное программирование показывает себя во всем блеске, потому что это не просто код, выполняющий поставленные задачи, это еще и документация. Вы говорите: «Здесь был использован запрещенный прием, он работает, потому что...» — и расписываете в мельчайших подробностях причины и основные положения.

Я использую запрещенные приемы по двум причинам. Во-первых, если это действительно повысит производительность моей программы и если это повышение производительности действительно необходимо. Или иногда я думаю: «Это решение кажется не совсем чистым. Не могу сегодня ничего с собой поделать — хочется использовать этот запрещенный прием, потому что это так клево». То есть чисто для своего удовольствия. В любом случае я все это документирую, а не просто использую в программе и все.

Сейбел: То есть это чаще встречается не в коде, а в тексте?

Кнут: Да, речь о текстовой части. Я не показываю код, который исключил из программы. Хотя мог бы.

Сейбел: Есть ли в CWEB возможность включать код, не являющийся частью приложения? Тогда можно не документировать этот момент, а просто делать комментарий: «Это действительно очень простая версия данной функции».

Кнут: У вас просто есть код, который не используется. Он упоминается в документации с пометкой, что этот код нигде не используется.

Сейбел: То есть на этот фрагмент вы просто нигде не ссылаетесь?

Кнут: Да. Кроме того, у меня есть код, который я могу вызвать из отладчика. Я могу сказать: «Нужно вызвать то-то и то-то с такими-то и такими-то параметрами». Подпрограмма никогда не вызывается непосредственно из самой программы, но она всегда есть в документации. Поэтому я могу остановить выполнение программы посередине, вызвать эту подпрограмму — она осмотрится, как идут дела, как все обстоит на более масштабном уровне.

Сейбел: И точно таким же образом вы можете написать: «Раздел первый — это простейшая реализация данного алгоритма; раздел второй — слегка модифицированная версия первого раздела; раздел третий — вот его мы действительно используем, но вы его никогда не поймете, если не прочтете первые два раздела».

Кнут: Именно. У меня есть несколько программ в Интернете, которые решают головоломку «15». И я использую 3 разные версии. Я говорю: «Прочитайте версию номер один, иначе вы никогда не поймете версию номера два. И прочитайте версию номер два, иначе вы никогда не поймете версию номер три».

Мне приходилось писать самые разные программы. Иногда я работаю над программой, для которой производительность — последнее дело; важно лишь получить ответ. В таком случае я применяю метод грубой силы — тогда мне совсем не нужно думать, поскольку не требуется придумывать никаких тонких решений, и я точно не перемудрю. При таких обстоятельствах ни о какой преждевременной оптимизации не может быть и речи.

Затем я могу внести кое-какие изменения и посмотреть, согласуется ли новая версия с моим методом грубой силы. После чего могу масштабировать программу и переходить к более крупным случаям. Работа с большинством программ заканчивается на этом этапе, потому что вы не будете запускать ее триллион раз. Делая иллюстрацию для «Искусства программирования», я могу менять ее несколько раз, и переводчикам моей книги также, может быть, придется переделывать эту программу, но абсолютно не важно то, что я ее рисую с помощью очень небыстрого метода, потому что мне нужно сгенерировать этот файл лишь один раз — после чего я передаю его своему издателю, и он попадает на страницы книги.

Но в данный момент я работаю над комбинаторными алгоритмами, которые по определению являются задачами гигантского размера. Поэтому, для того чтобы использовать в своей книге интересные примеры, мне приходится писать программы, решающие задачу таким образом, чтобы заставить читателя подумать: «О да, я бы не смог решить эту задачу с помощью обычных методов, поэтому мне нужно кое-что узнать об искусстве программирования, иначе у меня уйдет сотня лет на решение этой задачи с помощью метода грубой силы».

Комбинаторные алгоритмы — это потрясающая вещь, поскольку одна хорошая идея может в десятки раз сократить время работы программы. Но я вовсе без всякого высокомерия отношусь к идеям, с помощью которых можно сэкономить и 20%, если программа выполняется триллион раз. Потому что, сэкономив сотню наносекунд в цикле, который исполняется триллион раз, думаю, вы экономите целый день. Если код будет использоваться действительно часто, то будет совсем не лишним придумывать различные тонкие ходы, которые не так-то легко сразу понять.

Около года назад я прочитал обзор в журнале «Computing Reviews» — рецензент писал о книге под названием «Programming Tricks» (Уловки в программировании) или что-то вроде того. Суть рецензии сводилась к следующему: «Если бы я узнал, что кто-то из программистов, работающих на меня, применяет эти штучки, я бы их уволил». Естественно, я начал искать эту книгу, подумав: «Именно такая книга мне и нужна — в ней я могу узнать для себя много нового». К сожалению, уловки не были такими уж хорошими.

Сейбел: Они что, действительно причиняли вред?

Кнут: Вообще-то, это были очень слабые и неэффективные уловки. Они не были систематизированы и все такое, но самое главное — они были достаточно очевидны. Это была совершенно иная культура. Что же касается рецензента, который собирался увольнять своих сотрудников, — он хочет, чтобы в программировании все делалось неэффективно, но вписывалось бы в его идею аккуратности. Его абсолютно не интересует, хороша программа или нет — если брать в расчет скорость исполнения и производительность; он думает лишь о том, чтобы она соответствовала другим критериям, — например, чтобы ее поддержку мог осуществлять абсолютно любой человек. Что ж, у многих вообще очень странные взгляды на действительность.