我對程序的一點理解

時間 2020-01-25

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從直觀的提及

這一段和後面聯繫不大，但寫這個東西的第一目的是做爲本身的想法和筆記，首先要跟隨本身的思路走，因此隨意吧。我小學的時候第一次見到微機時，覺得那個大電視纔是本體——由於畫面都在上面。之前的遊戲，受限於性能，畫面是像素風格的：
javascript

一個「採蘑菇」裏的小人，分辨率只有20×10，而如今出的筆記本電腦，分辨率最低也是1366×768，因此即便是一個對話框，也有100×50以上的像素。放大以後，纔會發現顆粒感。從電影到電視機再到電腦，原始的像素遊戲到視網膜屏幕，原理其實一直都沒變，只是量變給觀感帶來了質變。
html

順便提一下，3D畫面是這樣實現的：前端

在 320x200 的解析度下，從攝像機中心射出 320x200條光線，屏幕上每一個點對應一條光線，首先碰撞到的物體的位置顏色，就是屏幕上這個點的顏色：java

代碼以下：python
for (int y = 0; y < 200; y++) {
   for (int x = 0; x < 320; x++) {
       DWORD color = RayCasting(x, y); 
       DrawPixel(x, y, color);
   }
}
來源:256字節3D程序是如何實現3D引擎的呢？程序員

一樣的一個馬里奧，在玩家眼裏和在計算機的存儲裏，是不一樣的格式。這是由於，在計算機內部，圖像是以數據的形式表示的。其實不止圖像，全部的信息都以數據的形式在計算機內部表示。玩家不用關心馬里奧在計算機裏是怎麼表示的，但開發者須要瞭解。
ajax

抽象

抽象是程序開發裏很是重要的概念，咱們用Mario來指代剛纔的那個像素小人，而後直接讓Mario作動做。而矩陣的每一個點(x,y)，左移一步座標從（x,y）變成（x-1,y）...交給計算機就好：算法

#這裏是僞代碼
Mario = 矩陣[[x1,y1,red],[x2,y2,green]...] #初始化每一個點的座標和顏色
Mario.MoveRight() #任一x+1
Mario.MoveLeft() #任一x-1
Mario.Jump() #任一y+1
Mario.Down() #矩陣變化爲蹲的狀態
...

之因此提到抽象，是爲了引出：sql

流水線與程序

這裏是完整的薯片生產流水線，若是有興趣能夠點進連接，下面只貼一下必要的工序數據庫


清洗	去皮

切片	去澱粉

油炸	調味

把這條生產線用程序員經常使用的時序圖(sequence)抽象一下，就像這樣(sf太坑了，不支持時序圖)：

那這個和程序有什麼關係呢？舉個例子，雖然淘寶和百度的首頁風格不一樣，但在程序員看來都是類似的：

搜索框中輸入，傳入到服務器
服務器接收到信息，查詢數據庫
數據庫返回結果到服務器
返回查詢結果

固然，實際過程當中會根據需求有所不一樣，好比服務器會有負載均衡、用戶驗證、信息驗證等中間過程。

這個過程的實際代碼是這樣的：

前端：

$.ajax({
    url: "www.innate.com/search", //服務器地址
    data: "keyWord", //搜索關鍵字
    successful: function a(){}, //成功的處理方式
    error: function b(){}, //失敗的處理方式
});

服務器端：

@RestfulController
@RequestMapping("/search") //接收傳給www.innate.com/search的請求
public String search(String keyWord){
  String result = sql.Search(keyWord); //在數據庫中查詢
  return result; //返回查詢結果
}

數據庫：

select table.col1, table.col2, table.col3
  from table
 where table.col1 = keyWord -- 查詢table中col1爲keyWord的記錄

這些代碼也能夠看做各個API的流水線處理

ajax() -> @RequestMaping -> (select語句) -> 返回到ajax()處理

在程序員的眼睛裏，這些API就和薯片流水線上的各項機器同樣，並且能夠自訂規則，比現實裏的設備更靈活。

程序員的將來

知乎上有個問題頗有意思：程序員作到什麼程度纔不會被算做 API caller?

拿WEB開發來講，大部分的功能都已經肯定了：首頁、導航、文章、帖子、搜索、圖表報表、上傳、下載、發送郵件...有一些框架（好比說SpringMVC）把這些功能已經整合封裝成ajax這樣的API了，開發的時候根據須要調用就能夠了——大部分IT培訓機構就是教你怎麼用某套框架作一個項目出來——也是我如今的狀態。

但是爲了提高效率、安全、穩定，每隔幾年就會有新的框架或者版本出現，好比最近幾年出現的Vue/Angular/React，雖然都是JS，寫法和背後的原理卻有很大的區別。爲了使用這些新技術，大多數程序員都要不斷的學習。

三種不一樣JS框架輸出HelloWorld ：

//Vue.js
<body>
    <div id="app">
        <p>{{message}}</p>
        <input v-model="message">
    </div>
    <script>
    var exampleData = {
        message: "hello world"
    }
    new Vue({
        el: "#app",
        data: exampleData
    })
    </script>
</body>

//Angular.js
<body>
    <div ng-controller="helloworld">
        <p>{{1+1}}</p>
        <p>{{helloworld}}</p>
    </div>
</body>

//React.jS
<body>
  <script>
    ReactDOM.render(
      <h1>Hello, world!</h1>,
      document.getElementById('root')
    );  
  </script>
</body>

此外，既然程序和工業流水線能夠類比，那麼如今的程序員和產業工人也能夠類比。未來程序員這個職業，必定會發生分化：

隨着智能手機的普及，必然使更多的人接觸編程，能本身寫一些小程序、小工具的人會愈來愈多。那麼像我這種，只會調用API寫一個小模塊的人，確定會泯然衆人
程序工人與工程師之間的區分在於產品的穩定、性能、健壯等。好比我有一次須要清除某張1500萬表裏的1000萬條數據：
- 最初我直接用SQL語句執行，2個小時沒有執行完
- 以後使用存儲過程，1個小時也沒有執行完
- 最後使用存儲過程，將其他500萬條取出到一張臨時表裏，只花了不到20分鐘，而後truncate該表，大概20秒完成
- 接着將臨時表裏的數據放回到該表裏，花了不到10分鐘
除去上面提到的性能，工程師在設計系統的時候也會考慮系統承載能力、故障隔離、冗餘備份等等。這會是工程師和程序工人的一個區分
有個段子說：三流的程序員寫模塊，二流的程序員寫架構，一流的程序員寫算法，頂級的程序員種頭髮。算法是什麼呢？不聊OI/NOI/ACM這些算法競賽，說一個生活中簡單問題的建模：

編程到底難在哪裏
程序員：我今天要買一斤蘋果。由於我只喜歡紅富士蘋果，因此我只買紅富士蘋果。我能接受的最高價格是10元/斤。正常狀況下一斤蘋果用一個袋子能裝下，可是爲防萬一，我會帶兩個袋子。我知道附近的3家水果店，因此我會依次訪問這3家水果店。

連接裏的答案很長，可是頗有意思，上面提到不少系統的功能早已模塊化，多少人在工做裏也只是把分配下來的任務完成就好，下班以後從不研究技術，或是去寫一點本身想作的東西呢？
程序員的工資高不只是由於寫出一套軟件以後，複製第二套的成本很低，還在於這幾年資本的涌入。不少虛高的工資都是就像滴滴和Uber爲了佔領市場發起的補貼大戰，若是這一階段結束了，還會有公司開這麼高的工資嗎？
並且開工資的畢竟是資本，隨着能夠講故事的地方愈來愈少，資本開始撤離或是要求回報，又會是什麼樣呢？我只據說2001年有過一次互聯網的冬天，但以後，程序員們就沒怎麼過過苦日子吧，我想仍是能夠提早準備一下。

程序能作什麼

提及來，也寫了幾年的程序，但對程序的意義思考還不多，只能勉強說一說

把信息數據化

程序很大一部分和IT(Information Technology)有關，計算機用數據來存儲信息，上圖裏的雜誌、字典、照片、打印、電話、地圖...無一不是信息的載體，30年間這些東西都已經變成了計算機裏的數據。這是不少程序設計的基礎：CAD軟件、MIDI音頻製做、Office套件、寫做、繪畫等等，轉化成數據以後記錄更容易，而且產生了新的形式，好比網絡小說。
信息沒有實體，但能夠做爲現實行爲的抽象，好比把流水線抽象成模塊；遊戲把現實裏的動做抽象爲技能/CD，並無讓人感到違和。

先主曰：「朕令吳班引萬餘弱兵，近吳寨平地屯住；朕親選八千精兵，伏于山谷之中。若陸遜知朕移營，必乘勢來擊，卻令吳班詐敗；遜若追來，朕引兵突出，斷其歸路，小子可擒矣。」

這一段能夠用「亞瑟在草裏蹲着，殘血后羿去線上浪一波，對面韓信來抓就反殺他」比喻。
看過馬親王的這篇怎樣讓大明變得透明，能夠詳細的瞭解歷代王朝是怎麼根據文書裏的數據進行管理的——就像今天的大數據同樣。數據，或者說把數據信息化，能夠發揮計算機的長處。
插入計算是什麼？加減乘除/移動數據/轉換/輸出信息
提高效率
在計算機內部，一次操做就是一次運算。不限於加減乘除，讀取鍵盤的輸入、把數據從存儲裏讀取出來或是把信號輸出到顯示器都是運算。現代CPU的運行頻率廣泛在1GHz以上，也就是說一支筆從桌子上滾落，到接觸地面的時間裏，CPU已經進行了5億次以上的運算——即便人腦運算2+3只須要1次運算，計算機運行2+3須要1萬次運算，也比人腦快5萬倍。
因此在網頁或者記事本里，用Ctrl+F進行關鍵詞查找，必定比人肉搜索更高效。
再舉一個例子，不少同窗爲了考四六級、考研、雅思/託福都會背單詞，但只會從abandon,abortion...背下去，既不得要領，也堅持不下去。若是會寫一點小程序，統計歷年真題裏出現的高頻詞彙，重點理解，既提高了效率，也能隨時看到效果，事半功倍。
《魏略》說，孔明在荊州，與石廣元、徐元直、孟公威俱遊學，三人務於精熟，而亮獨觀其大略。有的時候，咱們應該把網絡、硬盤、搜索看成本身的記憶，而在大腦裏保存一份知識框架就好。即便最強大腦裏選手練習得再快，也比不上魔方機器人0.38秒還原,更別說思考還原步驟的時間了。
解決可重複的工做
前段時間很火的隨心所欲表情，已經有了生成模板——隨心所欲生成器。此外還有比價軟件、網頁爬蟲、鬧鐘、QQ羣特別關注等。這些都是把人從重複的動做裏解脫出來。
人的注意力和精力都是有限的，通常來講，最多能同時關注7件事情。但程序開啓多線程以後，只要資源容許，能夠無上限的同時處理多個任務。
控制注意力
赫胥黎在《美麗新世界》裏說：咱們終將毀於咱們所喜歡的東西上。想一想不少人刷了一天的短視頻，有多少深入的印象？豐富的信息是水，水能載舟，亦能覆舟。

見識淺薄，難以歸納程序的意義，可是涉及到信息、重複的工做，就徹底能夠用程序來替代或者提升效率。並且IT行業一直在加速發展，20年前多少人有手機？10年前多少人有電腦？5年前多少人用手機購物？總之，做爲一個朝陽行業，雖然現下也存在泡沫，但長遠看來，至少還有20年上升期，這一代的程序員們，真的是處在了「黃金時代」。

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