构建成功

软件结构的问题在于人们在真正需要它之前不会真正学习它。

亲爱的 KV，

这学期在教授算法课程时，我发现我的学生在如何将代码划分为函数方面接受的指导非常少。因此，我花了一个周末浏览各种编程手册，发现它们大多数都对此主题保持沉默。我最终编写了一本简易手册来帮助我的学生，但更让我震惊的是建议的缺失。我们根本没有给人们指导！

指路明灯

亲爱的 Guiding，

好吧，幸运的是，您从事指导工作！我阅读了这本手册，不仅我同意其中的观点，而且我认为我过去也在这些专栏中给出了类似的建议——尽管没有那么委婉。我还注意到您引用了我最喜欢的关于优秀软件工程的书籍之一，即 Brian Kernighan 和 Rob Pike 的The Practice of Programming，这是一本我 20 多年前出版时就读过的经典著作。

我想从另一个角度来看待这个问题，因为您已经如此出色和简洁地探讨了规范性建议。我没有上过您的课，甚至没有看过教学大纲，但正如您所说，这是一门算法课程，我想知道这是否是挑战的一部分。我发现人们只有在接触过编写良好的系统或被他们试图解决的问题迫使需要时，才会培养出对良好程序结构的品味——这正是您所主张的。如果您查阅的编程指南与我见过的类似，那么它们肯定具有 20 世纪 80 年代 BASIC 编程的思维模式，在这种模式中，目标不是理解程序，而是正确地将其输入到您的个人计算机中，以便您可以玩他们向您展示的游戏。

在现代世界中，这种类型的编程已经延续到类似 Maker 的教程中，例如那些闪烁灯光或用 Arduino 和一些绳子制作艺术项目的教程。并不是说这些项目不好（尽管当您与他人共享创客空间时，带有声音的项目最终会令人讨厌），而是它们的目的不是教授良好的软件工程。而且问题不仅限于业余爱好者领域。虽然许多算法可以分解为组成部分，但教科书通常不以这种方式对待它们，而是倾向于在一个大的伪代码块中传达整个概念。良好的软件结构很难以线性形式（如书的章节）展示；最好是直接体验。

为此，我强烈建议您的第一个项目应该是需要一定程度软件结构的项目，这可以通过几种方式完成。最残酷的方法，当然是给学生布置一个极其复杂的作业，解决它的唯一方法是通过正确的结构，而不是通过单个函数的算法设计的聪明程度。算法本身可能很简单，但是获取、处理和存储数据的要求，以及一些棘手的报告要求，肯定会让您的学生更清楚地意识到为什么他们可能想要构建他们的代码。与底层系统交互以获取输入、存储输出和生成报告是确保学生想要拥有结构的一种直接方法。

另一种可能性，也是一种可能不那么残酷的可能性，是在已经具有结构的另一个系统中引用该算法。与其编写一个仅接受输入字符串并生成排序字符串的排序算法（就像我读本科时所做的那样），不如让学生在现有系统中替换一个算法——例如，处理加密的算法——在那里可以选择算法，但框架不受他们的控制。现代开源软件世界应该可以帮助您。您可以使用许多不同的软件（诚然质量参差不齐）作为此类作业的框架。

软件结构的问题在于人们在真正需要它之前不会真正学习它，而您的家庭作业必须迫使他们仔细研究他们解决问题的方式，不仅通过算法，还通过结构。

George V. Neville-Neil 为乐趣和利润从事网络和操作系统代码工作。他还教授与编程相关的各种主题的课程。他的兴趣领域是计算机安全、操作系统、网络、时间协议以及大型代码库的维护和管理。他是The Kollected Kode Vicious的作者，并与 Marshall Kirk McKusick 和 Robert N. M. Watson 合著了The Design and Implementation of the FreeBSD Operating System。近 20 年来，他一直是专栏作家，更广为人知的名字是 Kode Vicious。自 2014 年以来，他一直是剑桥大学的工业访问学者，在那里他参与了几个与计算机安全相关的项目。他在马萨诸塞州波士顿的东北大学获得计算机科学学士学位，并且是、Usenix 协会和 IEEE 的成员。他的软件不仅在地球上运行，而且还作为 VxWorks 的一部分部署在 NASA 的火星任务中。他是一位狂热的自行车爱好者和旅行者，目前居住在纽约市。

最初发表于 Queue 第 22 卷，第 2 期—
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