追求神乎其技的程式設計之道(十)

December 18th, 2009 by vgod | 瀏覽:4,468人次

追求神乎其技的程式設計之道系列:

程式設計師的生產力之謎

很多人都聽說過,同樣是寫程式,一個頂尖程式設計師和一個普通程式設計師之間的生產力可以有十倍甚至百倍的差距。這是其他行業很少見到的現象,於是不禁令人納悶,為什麼會這樣呢?

其實單就解決同一個問題的coding能力來說,差別還不至於這麼巨大。我在高中參加奧林匹亞和大學參加ACM比賽時,已經遇過全世界數一數二的coding高手,這些人每天都在練習解題和實做各種複雜的演算法和資料結構,隨便說一個演算法都能直接把code透過肌肉記憶反射出來給你。他們能在數十分鐘內想出高效率的演算法並寫成程式解決一個複雜的難題,即使我高中時已經花了一整年在訓練,依然不是他們的對手。這些人除了絕頂聰明外,每個人在高中時少說也寫過至少十萬行的code。但我發現,即使他們能解一般人解不出來的問題,打字快到鍵盤會冒煙,在做一個大系統時,這方面的差距還不一定會如此明顯。

所以我想,除了先天的智商和後天對於寫程式的熟悉度與經驗外,一定還有什麼因素造成巨大的生產力差異。

我後來發現,程式設計師和其他行業有個很大的不同點:一般行業只能在現有的工具上磨練自身的技術,但程式設計師除了磨練技術外,還可以獨自創造、修改自己使用的工具;換句話說,程式設計師的能力就是在電腦上創作出更好的軟體,不但能便利他人,也同時能增進自身使用電腦的工作效率。舉例來說,理髮師能磨練使用剪刀和設計髮型的技術,但理髮師並不知道怎麼發明及製造新的剪刀讓自己更有效率的剪頭髮;電機、化工、土木工程師要設計IC、化學製程、建築結構,但他們得依賴電腦軟體才能設計,並且靠許多大型機器和工具才能生產,即使想提昇自身的工作效率,也不是自己一個人想做就能辦到的。但軟體工程師就不同了,我們只靠一台電腦就能工作,我們的工具是軟體,我們的產出也是軟體,我們的所依賴的一切都是軟體,只要自己願意投入心力,隨時可以修改每天使用的工具和系統讓自己更有效率的工作。

這一點可以說是程式設計師的先天優勢,也是頂尖的程式設計師和普通程式設計師的生產力差距的關鍵。

Eat Our Own Dog Food

我發現厲害的程式設計師常有種共同特質:寫工具給自己用,解決自己日常工作碰到的問題或改善自己的工作效率。英文有句話叫eat one’s own dog food,字面上意思是說一家公司應該要吃自己做出來的狗食,實際上是引申為一家公司應該要在內部用自己的產品解決自身的問題,才能發現真正的問題,並且說服人這東西真的很實用。Google是奉行「吃狗食」原則的典型公司,Google內部有一個獨立的搜尋引擎搜尋公司內部網路的資料,新技術也都能在上面先行測試;Google內有獨立的gmail、google docs,都在對外公開前先讓內部的人實際用上好一陣子;Google甚至做了自己的Linux distribution給工程師用、自己的compiler、自己的瀏覽器…。

會這樣做的動機其實很簡單:如果我每天都要花10分鐘手動做同樣的事情無數次,為什麼不花一個小時寫個程式把這件事情自動化,以後可以省下更多時間做點真正有意義的事;如果我每天都要用這個彆腳的軟體,忍受他設計上的不便,為什麼不想法辦改善它或自己做一個呢?

程式設計師每天都用電腦在工作,尤其做一個系統時常常需要花時間做一些瑣碎的工作,像是編輯設定檔、把一些檔案搬來搬去、重開伺服器、清除暫存檔…等等。這些工作通常不難,但可能步驟繁雜,或是每個步驟都要等待它慢慢完成,累積起來每天就很容易浪費許多時間手動做這些無趣的事情上。

出於「懶惰」的美德,頂尖的程式設計師工作時想的不只有產出最終產品就好,而是如何花最少力氣最少時間把產品做到最好。但這件事說來容易做來難,能不能實行往往跟程式設計師工作的系統環境有很大關係。

UNIX是Programmer的天堂

如果要說我高中時期最大的收穫是什麼,我想有兩件事的重要程度不相上下:一是我確認了自己對寫程式的熱情,並且花了足夠多時間打好基礎;二是我在這段時間內摸熟了Linux,並且愛上了UNIX世界工作的哲學。

UNIX可以說是一個非常適合程式設計師工作的天堂,UNIX的工作哲學(泛指所有UNIX like的系統,像是Linux、BSD、Mac OS X..等等)是提供許多小工具,每樣小工具只做一件事,使用者可以合併使用多種工具完成複雜的工作。此外,UNIX的工具都是以command line為介面,非常適合寫script做自動化的操作。而在Windows的世界中則完全不同,Windows上的軟體傾向於提供整合式的GUI環境,把所有相關或可能會用到的功能全都一手包下,雖然方便使用者,可以點幾個按鈕就自動做完所有事情,但對於程式設計師來說其實不是一件好事。

以寫程式的工具來說,在UNIX下可以選自己喜歡的文字編輯器,不管是Vim或Emacs,也可以選自己喜歡的compiler,可以用makefile加上command line工具自動化整個程式編譯、測試、執行的流程,並且隨時都可以加入shell script或是perl script把開發流程中瑣碎的工作一併自動處理,不管需求有多麼特別,這種完全自訂的流程彈性可以說是無限大。

但在Windows環境,主流開發軟體以整合開發環境(IDE)為主,像Visual studio這種無所不包的巨獸,對於新手來說按一個鍵就能搞定一切,不用去想底下的細節,實在方便得很。可是依賴於IDE卻有個致命缺點:只要是IDE的設計者一開始沒考慮到的事,你就沒辦法做。

舉例來說,早期visual studio不支援版本控制系統(version control system)時,程式設計師就很難把版本控制整合到開發過程中(例如說在編譯成功時自動commit、或是自動加入新的原始碼…);即使到現在visual studio已經支援了一些常見的版本控制系統,用它的人依然要看這個支援的清單包含哪些系統,如果是想用新的系統,或是用非標準的方法使用這些系統,恐怕只能遺憾的兩手一攤什麼事也不能做。有些IDE雖然有提供plugin功能(像是Eclipse),但其實也沒好到哪,因為IDE龐大無比,寫plugin的難度和所需時間遠高於使用者手動完成這些日常瑣事所花的力氣,自然不會有多少人願意去做。

簡單來說,用IDE的話,程式設計師沒辦法掌控自己用的工具,也沒辦法改善開發流程中的問題,開發效率的極限很自然會被IDE限制住。但UNIX上的環境就不一樣了,採用多種工具的組合讓自己能掌控開發流程中每個步驟。因為每個步驟和所用的工具都是透明的,只要有需求或是發現哪裡可以改善,很容易可以從滿手的工具中抓出一個來解決,或是寫個迷你的script來自動處理較複雜的工作。即使哪天有新的小工具出現(例如說一個新的版本控制系統),因為每個小工具都是獨立運作,靠程式設計師自行整合的,所以也比較容易把舊的「零件」替換掉。除此之外,open source興起後,帶有原始碼的系統更帶給程式設計師一個「完全控制」的機會,除了能替換零件外,有能力的人還能直接對零件本身做修改以符合自己的需求。種種因素加起來,讓程式設計師不再被單一個工具能力所限制,而是手中握有無數可以自由運用的籌碼,唯一的限制只有自身的創意和熱情而已。

狗食是生產力的關鍵

我一直覺得念資訊系的人不應該依賴於用IDE寫程式,當然這並不只是因為「用command line才是真男人」這種geeky的理念,而是念資訊系的應該要能擅長於「把電腦能做的事交給電腦做」。今日的軟體介面大多是以多數的日常使用者為目標,雖然方便操作,但設計者不可能把所有使用者可能會想做的工作列表做出各種排列組合放在選單裡。如果是設計者沒考慮到的功能,使用者往往也只能手動慢慢處理。但程式設計師和一般使用者是不同的,程式設計師的能力就是和電腦溝通,讓電腦用我們想要的方式幫我們完成工作。如果我每天要重複按照順序按100個不同的按鈕,為什麼不寫個程式自動按這100個按鈕?

我跟一些人聊過這個想法,但典型的反應是「正事都做不完了,哪裡有時間先做一個工具?」

但我覺得很諷刺的是,正是因為抱持這種觀念才會讓生產力低落,所以讓正事做不完,時間越緊迫就越不敢花時間做這種沒有立即產出的事情。相反地,如果在意識到自己已經三番兩次手動重複執行同樣的冗長工作時,就應該靜下來好好想想是不是有什麼辦法可以讓電腦來做這些事,只要常有這種想法,寫這些script和小工具所節省下來的時間和自己得到的經驗是一輩子都用得上的。

現在有許多open source軟體一開始都只是程式設計師為了方便自己所寫的小工具,在做正事的時候撥出時間先做好工具,然後不知不覺可能就成了偉大的軟體。最有名的例子是Knuth為了寫他的The Art Of Computer Programming,他竟然先重頭自己打造一個針對數學環境設計的排版系統,最後就成了著名的TeX。他不但完成了電腦科學界的聖經,還「順便」完成了一個經典的排版系統並分享給全世界使用。

如果持續抱持著這種態度寫程式,說不定你我也能成為下一個Knuth呢? (笑)

(待續)

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