如何像程序員同樣思考 - 解決問題的經驗與教訓

若是你對編程感興趣，你可能看過這句話：

「這個國家的每一個人都應該學習計算機編程，由於它會教你思考。」 -  Steve Jobs

你極可能想知道這句話是什麼意思？以及如何作到？本質上講，這句話是關於更高效解決問題的方法。

在這篇文章中，個人目標是教會你這種方法。讀完本文，你將明確知道要採起哪些步驟來成爲更好的問題解決者。

爲何這很重要？

解決問題是元技能。

咱們都面臨問題。大的和小的。有時，咱們處理它們的方式，呃......很隨意。

你須要有一個系統方法，這多是你「解決」問題的方式（我開始編程時就是這麼作的）：

1. 嘗試一個方案。
2. 若是這不起做用，請嘗試另外一個。
3. 若是還不起做用，請重複步驟2直到解決。

可能你運氣好解決了問題。但這是最糟糕方法！浪費大量的時間。

最佳方法是：a）有一個框架， b）練習掌握這個框架。

「幾乎全部僱主都優先考慮解決問題的技能。

相比編程語言的熟練程度、調試和系統設計，解決問題的技能幾乎是僱主尋求的最重要的技能。

展現計算思惟或將大型、複雜問題拆分的能力與工做所需的基線技能同樣有價值（若是不是更多）。」 - Hacker Rank（2018年開發人員技能報告）

擁有一個框架

爲了找到合適的框架，我參考了Tim Ferriss關於學習的書《The 4-Hour Chef》中的建議。

這讓我採訪了兩我的，他們很是使人印象深入：C.Jordan Ball（在Coderbyte的65000多名用戶中排名第一或第二）和V.Anton Spraul（《像程序員同樣思考：解決創造性問題導論》一書的做者「）。

我問他們一樣的問題，猜猜結果如何？ 他們的回答很是類似！

很快，你也會認識他們。

旁註：這並不意味着他們對待每件事都用一樣的方式。每一個人都是不一樣的，你也和你們不同。可是若是你聽從咱們都承認的原則，你會更快進步。

「我看到新程序員犯下的最大錯誤就是專一於學習語法，而不是學習如何解決問題。」 - V.Anton Spraul

那麼，當遇到新問題你該應該怎麼作？

下面是步驟：

1. 理解你的問題

明確被問的問題是什麼。大多數問題很難是由於你不理解它們（所以這是第一步）。

如何肯定你理解了問題？當你能用簡單的語言準確描述它，你就理解了這個問題了。

你還記得曾經被困在一個問題上，你嘗試描述它，卻當即發現以前沒有考慮到的邏輯漏洞？

大多數程序員都知道這種感受。

這就是爲何你應該寫下你的問題、畫畫塗鴉，或告訴別人你的問題（或者有些人使用橡皮鴨調試法）。

「若是你不能用簡單的術語來解釋某事，那你還沒理解它。」 - Richard Feynman

2. 作好計劃

沒有計劃前就不要開始解決問題。你須要計劃你的解決方案。

若是你不能寫下明確的步驟，別人就無法幫你。

在編程中，這意味着不要當即開始hacking。給大腦時間來分析問題和處理信息。

要想得到一個好的計劃，請回答這個問題：「給定輸入X，返回輸出Y所需的步驟是什麼？」

3. 分割問題

請注意,這是最重要的一步。不要試圖解決一個大問題，你會哭的。相反，將其分解爲子問題。這些子問題更容易解決。

而後，逐個解決每一個子問題。從最簡單的開始。最簡單意味着你知道答案（或者很接近答案），還意味着要解決的這個子問題不依賴於其它問題。

一旦解決了每一個子問題，請鏈接全部「子解決方案」，你就獲得原始問題的解決方案了。恭喜！

這種方法是解決問題的基石。務必記住它（若是有必要，這個步驟要多讀幾遍）。

「若是我能教會每一個初學程序員解決問題的技巧，那就是'減小問題的技巧性'。

例如，假設你是一名程序員新手，被要求編寫一個程序：讀取十個數字，肯定第三大的數字。對於一個全新的程序員來講，這多是一個艱難的任務，即便它只須要基本的編程語法。

若是你遇到困難，你應該把問題簡化爲更簡單的問題。找到最大的那個數，而不是第三大的數字。仍是太難了？那找到三個數字中最大的一個呢？或者兩個數中較大的一個？

將問題簡化到你知道如何解決，而後寫下解決方案。而後稍微擴展問題並重寫解決方案以匹配，並繼續擴展直到你回到起點。「 - V.Anton Spraul

4. 卡住了？

到如今爲止，你可能正坐在那裏思考「嘿理查德......這很酷，可是若是我被困住，甚至沒法解決一個子問題怎麼辦？」

首先，深吸一口氣。其次，這很公平。由於每一個人都會遇到這個狀況！

不一樣之處在於，最好的程序員/問題解決者面對bug/錯誤時，他們很感興趣而不是惱火。

事實上，面對打擊時能夠嘗試如下三件事：

調試

逐步執行你的解決方案，嘗試找到出錯的地方。程序員稱這爲調用（事實上，這都是調試器作的）。

「調試的藝術是弄清楚你真正告訴程序要作什麼，而不是你認爲你告訴它要作的事情是什麼。」 - Andrew Singer

從新評估

退後一步，換個角度看問題。是否有地方能夠被抽象爲更通常的方法？

「有時咱們會在問題的細節上迷失方向，而忽略了在更通常的層面上解決問題這個原則。
固然，這個經典的例子是連續整數求和，1 + 2 + 3 + ... + n，很是年輕的高斯很快就認識到結果是n（n + 1）/ 2，從而避免了冗餘計算。「 - C.Jordan Ball

旁註：另外一種從新評估方式是從新開始。刪除全部內容，而後從新開始。我是認真的，你會驚訝於這個方法頗有效。

研究

啊，嘗試谷歌。無論你遇到什麼問題，有人可能已經遇到並解決了，你要找到那我的/解決方案。事實上，即便你已經解決了問題，也要這樣作！（你能夠從其餘人的解決方案中學到不少東西）。

警告:不要尋找解決這個大問題的方法，只尋找子問題的解決方案。爲何？ 由於除非你掙扎（甚至一點點），不然你將沒法學到任何東西。若是你什麼都不學，那就浪費了你的時間。

練習

不要期望練習一週後就變得更好。若是你想成爲一個好的問題解決者，你須要解決不少問題！

實踐。實踐。實踐。在你意識到「這個問題能夠經過某個方法解決前」，你須要大量時間來練習。

如何練習？你有不少問題能夠選擇：國際象棋謎題、數學問題、數獨、圍棋、大富翁、視頻遊戲、加密......

事實上，成功人士的共同點是他們有練習「解決微觀問題」的習慣。例如，Peter Thiel下棋、Elon Musk玩視頻遊戲。

「Byron Reeves說：'若是你想看看三到五年裏的商業領導力是什麼樣的，那就看看在線遊戲中正在發生什麼。'

回到今天，Elon Musk、Reid Hoffman、Mark Zuckerberg和其餘許多人都認爲遊戲是他們在創建公司方面取得成功的基礎。」 - Mary Meeker（2017年互聯網趨勢報告）

這是否意味着你應該只玩視頻遊戲？固然不。可是視頻遊戲到底帶給人們什麼？解決問題！

因此，你應該作的是找到練習的方法。可讓你解決許多微觀問題的東西（理想狀況下，是一些你喜歡的東西）。

例如，我喜歡編程挑戰。天天，我都嘗試解決至少一個問題（一般在Coderbyte上）。

就像我說的，全部問題都有類似的模式。

結論

如今，你更清楚理解什麼是「像程序員同樣思考」。你也意識到解決問題的能力是一項須要培養的使人難以置信的技能（元技能）。這好像這還不夠，請記住如何練習解決問題的能力！

「就在你認爲本身已成功駕馭一個問題時，另外一個問題出現了。但生活也所以而變得有趣。

生活是突破這些障礙的過程 - 咱們也必須突破。

每一次，你都會學到一些。

每一次，你都鍛鍊力量、智慧和觀點。

每一次，競爭會減小一點，直到最後剩下的就是你：最好的你。」 - Ryan Holiday（《The Obstacle is the Way》）

如今，去解決問題吧，祝你好運。

譯者說

本文以「像程序員同樣思考」爲題，介紹瞭如何成爲合格、優秀的程序員。做者結合兩位頂尖程序員的回答、參考一些關於學習的書籍，認爲最重要的是培養解決問題的能力/技能，分享了培養這個能力的方法：造成思惟框架，而後在實踐中不斷練習。筆者理解爲多刷OJ。

說明

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• 翻譯：@AdolphLWQ
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