软件开发的本质

从本质上来说，软件开发过程就是问题空间到解决方案空间的一个映射转化。

“问题空间”就是系统要解决的“领域”问题。因此，也可以简单理解为一个领域就对应一个问题空间，是一个特定范围边界内的业务需求的总和。

“领域模型”就是“解决方案空间”，是针对特定领域里的关键事物及其关系的可视化表现，是为了准确定义需要解决问题而构造的抽象模型，是业务功能场景在软件系统里的映射转化，其目标是为软件系统的构建统一的认知。

每个软件系统本质上都解决了特定的问题，属于某一个特定领域，实现了同样的核心业务功能来解决该领域中核心的业务需求。领域模型在软件开发中的主要起到如下作用。

• 帮助分析理解复杂业务领域问题，描述业务中涉及的实体及其相互之间的关系，是需求分析的产物，与问题域相关。
• 是需求分析人员与用户交流的有力工具，是彼此交流的语言。
• 分析如何满足系统功能性需求，指导项目后续的系统设计。

代码艺术家

“根本没有艺术这种东西，唯有艺术家而已”。(贡布里希《艺术的故事》)

这句话的意思是，艺术其实就是艺术家的一种表达方式、情绪和价值观。艺术家在哪里，艺术就在哪里；艺术在哪里，美就在哪里。

禅是什么？计算机程序设计艺术又是什么？

我想说，这个程序设计的艺术也是不存在的，只有程序员而已——我们不妨称之为“代码艺术家”好了。程序员在哪里，程序设计的艺术就在哪里，人类的智慧跟创造力就在哪里。

软件研发是技术也是艺术，不仅要有一行行的代码，还要有主题思想、想象力、宏观架构。

我有一个梦想，我写的代码，可以像诗歌一样优美。我有一个梦想，我做的设计，能恰到好处，既不过度，也无不足。

软件的复杂性

然而，现实却是——

“不管你们有多敬业，加多少班，在面对烂系统时，你仍然会寸步难行，因为你大部分的精力不是在应对开发需求，而是在应对混乱。”(Robert C.Martin)

“软件的复杂性是一个基本特征，而不是偶然如此。”(Frederick P.Brooks.Jr《人月神话》 )

问题域有其复杂性，而软件在实现过程中又有很大的灵活性和抽象性，导致软件具有天然的复杂性。缺少技艺。“写代码”作为一种技能，入门并不是很难。但是要像高手那样优雅地“写好代码”并不是一件容易的事，需要持续地学习和实践。

匠人精神

把简单的事情做到极致，功到自然成，最终“止于至善”。
秋山利辉《匠人精神》

软件设计不仅是“技术”（Technique），更是一门“技艺”（Craftsmanship）。要想控制复杂度，防止系统腐化，我们不能只满足做一个搬砖的“码农”，而是要坚持自己的技术梦想和技术信仰。

怀有一颗“匠人”之心，保持专注、持续学习，每天进步一点点。唯有如此，我们才有可能“从码农走向工匠”！

代码自律精神

破窗效应（Broken Windows Theory）是犯罪心理学中一个著名的理论，由JamesQ. Wilson和George L. Kelling提出，刊于The Atlantic Monthly 1982年3月版中一篇题为“Broken Windows”的文章。此理论认为：环境中的不良现象如果被放任存在，就会诱使人们仿效，甚至变本加厉。以一幢有少许破窗的建筑为例，如果破窗不被修理好，可能将会有破坏者破坏更多的窗户。最终，他们甚至会闯入建筑内，如果发现无人居住，也许就在那里定居或者纵火。一面墙，如果出现一些涂鸦而没有被清洗掉，那么很快，墙上就布满了乱七八糟、不堪入目的东西；一条人行道有些许纸屑，不久后就会有更多垃圾，最终人们会视若理所当然地将垃圾顺手丢弃在地上。这个现象，就是犯罪心理学中的“破窗效应”。

“第一扇破窗”常常是事情恶化的起点。

从“破窗效应”中我们可以得到这样一个道理：任何一种已存在的不良现象都在传递着一种信息，会导致不良现象无限扩展，同时必须高度警觉那些看起来是偶然的、个别的、轻微的“过错”，如果对“过错”不闻不问、熟视无睹、反应迟钝或纠正不力，就会纵容更多的人“去打烂更多的窗户”，极有可能演变成“千里之堤，溃于蚁穴”的恶果。

在软件工程中，“破窗效应”可谓是屡见不鲜。面对一个混乱的系统和一段杂乱无章的代码，后来人往往会加入更多的垃圾代码。这也凸显了规范和重构的价值。首先，我们要有一套规范，并尽量遵守规范，不要做“打破第一扇窗”的人；其次，发现有“破窗”，要及时地修复，不要让事情进一步恶化。整洁的代码需要每个人的精心呵护，需要整个团队都具备一些工匠精神。

KISS 哲学

KISS：Keep It Simple and Stupid。Less Is More。一个方法只做一件事情。单一职责原则（SingleResponsibility Principle，SRP）。

Robert C. Martin有一个信条：函数的第一规则是要短小，第二规则是要更短小。

真正的“简单”绝不是毫无设计感，上来就写代码，而是“宝剑锋从磨砺出”，亮剑的时候犹如一道华丽的闪电，背后却有着大量的艰辛和积累。真正的简单，不是不思考，而是先发散、再收敛。在纷繁复杂中，把握问题的核心。

Less Is More：维护过遗留系统、受过超长函数折磨的读者应该深有体会，相比于3000行代码的“庞然大物”，肯定是更短小的函数更易于理解和维护。有时保持代码的逻辑不变，只是把长方法改成多个短方法，代码的可读性就能提高很多。超长方法是典型的代码“坏味道”，对超长方法的结构化分解是提升代码可读性最有效的方式之一。

“我不是一个伟大的程序员，只是习惯比较好而已。”（Kent Beck）

只有养成精益求精、追求卓越的习惯，才能保持精进，写出好的代码。

SOLID ：5大设计原则

5个原则分别如下：

• Single Responsibility Principle（SRP）：单一职责原则。
• Open Close Principle（OCP）：开闭原则。
• Liskov Substitution Principle（LSP）：里氏替换原则。
• Interface Segregation Principle（ISP）：接口隔离原则。
• Dependency Inversion Principle（DIP）：依赖倒置原则。
  SOLID 设计原则最早由Robert C. Martin在2000年的论文“Design Principles and DesignPatterns”中引入。 SOLID 是开头字母的缩写，其本身就有“稳定的”的意思，寓意是“遵从SOLID原则可以建立稳定、灵活、健壮的系统”。

设计模式

With patterns, you can use the solution a million times over, without everdoing it the same way twice.
利用模式，我们可以让一个解决方案重复使用，而不是重复造轮子。
克里斯托佛·亚历山大《建筑的永恒之道》。Christopher Alexander, 是当代建筑大师。在对建筑理论的探索过程当中,亚历山大形成了自己的有关建筑、自然和生活的哲学。

视觉思维：想象力与抽象思维

如果你能闭上眼睛，让算法在你的眼前舞动——这就是视觉思维。如果，你能牛逼到，能看到01字节的跳动（ByteDance），那你就是编程界的“天神”般的存在了。

“人类之所以成为人类，是因为人类能够想象”。（赫拉利《人类简史》）

“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”（爱因斯坦《论科学》）

抽象思维以词为中介来反映现实。这是思维的最本质特征，也是人的思维和动物心理的根本区别。

正是抽象思维帮助人类从具体事物中抽象出各种概念，再用这些概念去构筑种种虚构的故事。这些概念包括经济（例如货币、证券）、文学、艺术和科学等，都是建立在抽象的基础之上的。

“所有事物都要经过两次创造的原则，第一次为心智上的创造，第二次为实际的创造”。(柯维《高效能人士的七个习惯》)

先想清楚目标，然后努力实现。不管是人生大问题，还是阶段性要完成的事情，都需要目标清晰、有的放矢。

平衡的艺术：Rule of Three

Rule of Three 也被称为“三次原则”，是指当某个功能第三次出现时，就有必要进行“抽象化”了。这也是软件大师Martin Fowler在《重构》一书中提出的思想。三次原则指导我们可以通过以下步骤来写代码。（1）第一次用到某个功能时，写一个特定的解决方法。（2）第二次又用到的时候，复制上一次的代码。（3）第三次出现的时候，才着手“抽象化”，写出通用的解决方法。这3个步骤是对DRY原则和YAGNI原则的折中，是代码冗余和开发成本的平衡点。同时也提醒我们反思，是否做了很多无用的超前设计、代码是否开始出现冗余、是否要重新设计。软件设计本身就是一个平衡的艺术，我们既反对过度设计（OverDesign），也绝对不赞成无设计（No Design）。

参考资料

爱因斯坦《爱因斯坦文集》
Frederick P.Brooks.Jr《人月神话》
克里斯托佛·亚历山大《建筑的永恒之道》
赫拉利《人类简史》
秋山利辉《匠人精神》

《禅与计算机程序设计艺术》 / 陈光剑 目录

第一性原理

什么是禅？

什么是计算机？

什么是程序设计？

什么是艺术？

宇宙之起源

物质之形成

半导体材料

纳米光刻

二极管、三极管

太极阴阳与二进制

布尔代数与数字逻辑系统

模拟电子电路系统

信号与处理

信息论

图灵机模型

冯诺依曼模型

计算机演化史

什么是编程？

编程语言进化史

程序 = 数据结构 + 算法

模型关系思维

真理与模型

建筑工程、机械工程、电气工程与软件工程

CPU架构设计

缓存思想

计算机科学中的中间层理论

从01机器码到汇编指令到高级编程语言：一切皆是映射

美妙的递归

用计算机画一张分形图

分层思想

硬件驱动

操作系统

通信原理：TCP/IP 与 HTTP 协议、WIFI无线协议

互联网简史

数据的存储：从ROM、RAM到寄存器到L1/L2 Cache 再到磁盘文件

索引原理：来自大自然的启示 Tree 结构

人类社会数字化

人工智能

虚拟现实

技术、艺术与禅道

// TODO ...... 待续

---

《禅与计算机程序设计艺术》 / 陈光剑