计算机带来了社会的剧变。因为有了它，我们可以用更少的人，干更多的事情。这就是计算机的价值——它可以干很多的事情，而且速度相当快。这挺棒的。 但是，计算机会出问题，而且总出问题。如果你家里其他东西出问题有计算机那么频繁，你多半会退货。生活在现代的大多数人，每天至少会遇到一次系统崩溃或者程序错误。这就没那么棒了。 1.1 计算机出了什么问题？ 为什么计算机这么容易出问题？如果是软件的问题，那么有而且只有一个原因：程序写得太糟糕。有些人怪罪管理，有些人怪罪客户，但是调查发现，问题的根源通常都在于编程。 那么，“程序写得太糟糕”是什么意思？这是个很模糊的说法。通常来说，程序员都是很聪明、很理智的人，他们怎么会编出“糟糕”的程序呢？说穿了，这一切都与复杂性有关。 今天，计算机大概是我们能生产的最复杂的设备了。它每秒钟可以计算数十亿次，它内部数以亿计的电子元件必须精密协调，整台计算机才可以正常运行。 计算机上跑着的程序同样复杂。举例来说，微软的Windows 2000 还在开发时，就可算有史以来规模最大的软件了，它包含3000 万行代码，这大概相当于2 亿字——是《不列颠百科全书》字数的5 倍。 程序的复杂性问题可能更加麻烦，因为程序里没有摸得着的东西。程序出问题的时候，你也找不到什么实实在在的东西，打开瞧瞧里面发生了什么。程序完全是抽象的，非常难处理。其实，常见的计算机程序就已经足够复杂，没有人可以从头到尾理解所有代码是如何工作的。程序越大，越是如此。 这样说来，编程就成了把复杂问题化解为简单问题的劳动。否则，一旦程序达到某种复杂程度，就没有人可以理解了。程序中复杂的部分必须以某种简单方式组织起来，这样，不需要神那样强大的思维，普通程序员也可以开发出来。 这就是编程所要用到的艺术和才能——化繁为简。“差程序员”是不会化繁未简的。他们总以为用编程语言（这东西本来就够复杂了）写出“能跑通”的程序，就已经化解了复杂性，而没有考虑降低其他程序员需要面对的复杂性。大概就是这么一回事。 设想一下，为了把钉子钉到地板上，工程师发明了一台机器，上面有皮带轮，有绳子，还有磁铁。你多半会觉得这很荒唐。再设想，有人告诉你说：“我需要一段代码，它能用在任何程序的任何地方，能够通过任何介质，实现两台计算机之间的通信。”这个问题无疑很难化繁为简。所以，有些程序员（大多数程序员）在这种情况下给出的解法，就像是一台装备了皮带轮、绳子、磁铁的机器，其他人当然很难看得懂。并不是这些程序员缺少理性，他们的脑子也没有进水。他们面对的问题确实困难，设定的期限也很紧，他们能做的就是这些。在这些程序员看来，写出来的东西是能用的，它符合要 求。这就是他们的老板需要的，看来也应该是客户需要的。不过，这些程序员毕竟没做到化繁为简。完工之后，他们把结果交给其他程序员，其他程序员又会在这之上继续增添复杂性，完成自己的工作。程序员对化解复杂性考虑得越少，程序就越难懂。 于是程序变得无比复杂，最终没办法找出其中的各种问题。喷气式飞机差不多也有这么复杂，但它们的造价是几百万甚至几十亿美元，而且仔细排查过错误。大多数软件的售价只有50 ～ 100 美元。价钱这么低，没有人有足够的时间和资源，在几乎无限复杂的系统里找到所有的问题。 所以，“好程序员”应当竭尽全力，把程序写得让其他程序员容易理解。因为他写的东西都很好懂，所以要找出bug 是相当容易的。这个关于简单性的想法有时被误解为，程序不应当包含太多代码，或者是不应当使用先进技术。这么想是不对的。有时候，大量的代码也 可以带来简单，只不过增加了阅读和编写的工作量而已，这是完全正常的。你只要保证，那些大段的代码提供了化解复杂性所必须的简短注释，就满足了。同样，通常来说，更先进的技术只会让事情更简单，只是一开始你得学习，所以整个过程可能没那么简单。有些人相信，把程序写得简单所花的时间，要比写“能用就好”的程序更多。其实，花更多的时间把程序写简单，相比一开始随意拼凑些代码再花大量的时间去理解，要快得多。这个问题说起来轻巧，显得轻描淡写，其实软件开发的历史教训很多，诸多事例已经反复证明了这一点。许多大型程序的开发之所以会停滞数年，就是因为一开始没 有做好，结果必须等上这么长的时间，才能给之前开发出来的怪物加上新功能。 正因为如此，计算机经常出问题——因为大多数程序都有这个问题，许多程序员在写程序时并没有化解复杂性。是的，这么做很难。但是如果程序员做不到这一点，设计出的系统过于复杂、经常出问题，用户在使用的过程中就会经受无穷无尽的折磨。这么一比，把程序写简单所费的工夫实在算不了什么。 1.2 程序究竟是什么？ 大多数人说的“计算机程序”，其实有完全不同的定义： （1）给计算机的一系列指令 （2）计算机依据指令进行的操作 第一种定义是程序员写程序时所用的。第二种定义是使用程序的普通用户所用的。程序员命令计算机：在屏幕上显示一头猪。这就是第一种定义，它包含若干指令。计算机接收到指令之后，会控制电信号，在屏幕上显示一头猪。这是后一种定义，即计算机执行的操作。程序员和用户都会说自己在和“计算机程序”打交道，但是他们的用法是很不一样的。程序员面对的是字母和符号，用户看到的是最终结果——计算机执行的操作。 所以，计算机程序其实是这两者的混合体：程序员的指令、计算机执行的操作。编写指令的最终结果就是让计算机执行那些操作——如果不需要执行操作，就没必要去写代码了。这就好像在生活里，你列了一张购物单（相当于指令），告诉自己该买哪些东西。如果你只是列了单子，但没去商店，单子就没有任何意义。指令必须得到实际的结果。 但是，列购物单和写程序有显著的区别。如果购物单列得很乱，只不过会降低买东西的速度。但是如果程序写得很乱，实现最终的目标就显得尤其困难。为什么呢？因为购物单是简单短小的，用完就可以扔掉。而程序是很复杂很庞大的，你可能还需要维护很多年。所以，同样是没有秩序，购物单只会给你造成一点儿小麻烦，程序却可以给你增添无尽的烦恼。 而且，除软件开发之外，没有任何领域的指令和结果联系得这么紧密。在其他领域，人们先编写指令，然后交给其他人，指令通常要等很长的时间才会执行。比如设计房子，建筑师首先给出指令——也就是蓝图。这份蓝图经很多人的手，过了很长的时间，才能建起真正的房子。所以，房子是大家所有人解读建筑师指令的结果。相反，写程序时，在我们和计算机之间没有任何人。我们让计算机干什么，就会得到怎样的结果；计算机绝对服从命令。结果的质量完全取决于机器的质量、我们想法的质量，代码的质量。在这三个因素当中，代码的质量是如今软件工程需要面对的最重要问题。根据这一点，以及上面提到的其他原因，本书的大部分内容都在论述如何提高代码质量。会有一些地方涉及机器的质量和想法的质量， 但是大多数内容都在论述怎样改善你交给机器的指令的结构和质量。虽然花了这么多的时间来谈代码，但也很容易忘记，改善代码质量的一切努力都是为了获得更好的结果。本书绝不姑息任何差劲的结果——我们学习提高代码质量的全部原因都在于，要想改进结果，提高代码质量是最重要的问题。 所以，我们最需要掌握的，就是提高代码质量的科学方法。