Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста - Сейбел Питер

Кнут: Но он и сам так не учился. Он высказывал очень много правильных и прекрасных мыслей, но не всегда был прав. Как и я. Моя позиция по этому поводу такова. Допустим, есть некий ученый — в любой области науки. Становясь старше, этот ученый думает: «Да, что-то из того, что я делал, оказалось действительно полезно, а что-то я уже не использую. Моим студентам не стоит тратить время на какие-то неглобальные вещи. Я вообще не буду с ними обсуждать никакие частные и низкоуровневые задачи. Теоретические понятия — вот что действительно важно и необходимо. Да, и забудем о том, как я до всего этого дошел сам».

Думаю, это фундаментальная ошибка ученых в любой области науки. Они не понимают, что когда чему-то учишься, ты должен видеть это что-то на всех возможных уровнях. Нужно увидеть пол, прежде чем приступать к работе над потолком. Все это в голове переплетается и настолько смешивается, что ученые в возрасте забывают о том, что эти вещи им действительно нужны.

Сейбел: Всех, кого интервьюировал для этой книги, я спрашивал, насколько хорошо они знакомы с вашим трудом «Искусство программирования». Многие ответили, что используют ее в качестве справочника, и лишь некоторые прочли этот труд от корки до корки. Обязан ли каждый программист понимать ваши книги? Ведь их математическая составляющая достаточно сложна.

Кнут: Иногда я сам не уверен, что понимаю их. Я пытаюсь изложить множество умных мыслей по поводу темы того или иного раздела — я нахожу их в различных источниках, где они высказаны частично, и объединяю в некое целое, которое уже может быть использовано в дальнейшем, в котором история передана верно, где исправлены ошибки и двусмысленности, присутствовавшие в оригинале.

Взять, к примеру, главы, которые я пишу сейчас: работа начинается с обработки материала, взятого из математических журналов и написанного на собственном жаргоне, который большинство программистов, как мне кажется, даже и не подумают учить. Поэтому я пытаюсь адаптировать эти тексты до такой степени, чтобы хотя бы самому их понимать. Я пытаюсь излагать ключевые идеи так просто, как могу, но в итоге получается, что за каждыми пятью страницами моей книги — чья-то карьера.

Другими словами, любой вопрос, раскрытый в моей книге на пяти страницах, этими пятью страницами далеко не исчерпывается — его изучению можно посвятить всю жизнь, потому что компьютерные науки — действительно очень богатая область. Компьютерные науки вовсе не сводятся к ряду простых вещей. Если бы компьютерные науки действительно были очень просты и все свелось бы лишь к тому, чтобы сформулировать 50 правильных вещей и выучить их, тогда, да, тогда бы я сказал: «Да, каждый человек в мире должен знать эти 50 вещей — и должен знать их хорошенько».

Но это не так. В моих книгах — тысячи страниц и тысячи примеров, которые я записываю и включаю в книги, для того чтобы не держать их все в голове. Мне приходится постоянно возвращаться к ним и изучать их заново. В моих книгах есть ответы ко всем заданиям, так как я знаю, что десять лет спустя я не буду помнить ничего о том, как делать ту или иную вещь, и мне придется потратить много времени на то, чтобы восстановить утраченные знания. Поэтому я оставляю для себя хотя бы минимальные подсказки на будущее.

Я постоянно разрываюсь между мыслью «Ну, это слишком сложно — не стоит об этом говорить совсем» и ощущением, что те, кто прочтет книгу, скажут: «Все, о чем вы пишете, очевидно. От ваших книг никакой пользы». В любой отдельно взятый момент меня можно застать за спором с самим собой — выкинуть ли мне все или набрать еще материала, поскольку имеющегося недостаточно.

В итоге же все сводится к тому, что все по-настоящему интересное, что можно изложить на половине страницы моей книги, должно занимать полстраницы. Также должны быть включены все вещи, которые слишком хороши, чтобы их не включить. Я тут выяснил, что в раздел о двоичных диаграммах решений, который я только что написал, включено больше 260 заданий — по ходу дела у меня набиралось все больше и больше материала не для широкой аудитории. Не все из этих 260 заданий будут интересны абсолютно всем. Тем не менее я уверен, что многие оценят по достоинству каждое из этих заданий в отдельности.

Удивительно, что есть люди, которые читают мои книги от корки до корки. Насколько я знаю, обычно человек выбирает подходящие для себя разделы. Но знает, что если глубже копнет ту или иную тему, то увидит в ней узкий набор терминов, а не все возможные нотации и жаргоны, — и без моих книг людям было бы тяжелее разбираться во всех этих темах. Вот что меня по-настоящему вдохновляет.

Кроме того, я стараюсь вести исследования в наиболее актуальном для практикующего программиста ключе, а вовсе не пытаюсь добиться признания в академических кругах, публикуя вещи, интересные в теории, но вряд ли употребимые в настоящей программе.

Я не включаю в свои книги исследования, где, например, фигурирует структура данных, в которой множитель log log n экономится только при n больше двух миллионных. Подобных исследований великое множество. Их авторы фантазируют о том, что, в принципе, если бы компьютеры были богоподобны, то у нас были бы более быстрые алгоритмы. Но даже алгоритмы вроде сбалансированного дерева или AVL-дерева я не использую в своих программах, не будучи твердо уверен в том, что это будет действительно большое дерево.

Сейбел: А что вы используете?

Кнут: Обыкновенное дерево двоичного поиска, которое с недавнего времени стал особым образом рандомизировать.

Сейбел: Кстати, о практической работе — в разгар работы над «Искусством программирования» вы взяли десятилетний перерыв, для того чтобы написать систему компьютерной верстки ТеХ. Насколько я понимаю, первую версию ТеХ вы написали без применения компьютера.

Кнут: Когда в 1977-1978 годах я написал первую версию ТеХ, у меня, разумеется, еще не было литературного программирования, но уже было структурное программирование. Я писал в большом блокноте, без сокращений, карандашом.

Полгода спустя, завершив проект в целом, я начал набирать его на компьютере. Отладку я выполнил в марте 1978 года, а программу начал писать в октябре 1977-го. Код хранится в архивах Стэнфордского университета — он весь написан карандашом. И, конечно, я часто возвращался к написанному и по мере обнаружения ошибок менял подпрограммы.

Это была система первого поколения, поэтому можно было использовать разные архитектуры, которые следовало отбросить, пока я не пожил с ней достаточно долго и не понял что к чему. Это была своего рода вечная проблема — нельзя было набирать текст без шрифтов, но нельзя было создать шрифты, не имея возможности набирать текст.

Однако структурное программирование подсказало мне идею инвариантов и представление о том, как создавать «черные ящики», которые я смогу понимать. Поэтому я обрел уверенность, что код заработает, как только я наконец-то закончу с отладкой. Я думал, что смогу выиграть кучу времени, если подожду еще полгода, прежде чем приступать к какому-либо тестированию. Я не сомневался, что с кодом все было более или менее в порядке.

Сейбел: И на экономию времени вы рассчитывали, поскольку вам не пришлось бы писать вспомогательный код и модули для тестирования, чтобы протестировать незаконченный код?

Кнут: Именно.

Сейбел: Помимо того что ваши книги так хорошо набраны, как по-вашему, они бы сильно изменились, если бы вы не потратили десять лет на создание ТеХ?

Кнут: Хороший вопрос. Использование структурного программирования не в чисто академических целях — другими словами, я думаю об инвариантах не только в пробных, но и в реальных программах, — возможно, повлияло на то, как я сейчас описываю алгоритмы в своих новых книгах. А если не повлияло, то должно было.

Я бы ничего не узнал о кэшировании и о тенденциях изменений в компьютерной индустрии, и о других подобных вещах, если бы просто шел по накатанной дорожке — черпая знания для своих книг из уже написанных трудов. Пока я писал первые три тома, я не создавал программ, подобных ТеХ, написание которых более характерно для активной программистской деятельности. Я же писал пробные программы. Таким образом, я получал некое представление о числах и величинах.