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使用正确的算法和数据结构

本文翻译自”Use the Right Algorithm and Data Structure“,来自于《程序员应该知道的97件事》一书中的某个章节。

一家拥有多个分行的大银行抱怨说他们为出纳员新买的计算机运行得太慢了。这件事儿发生在电子银行以及ATM机使用普及程度远不及现在的那个年代。人们更多的是亲自到银行办理业务,这些运行超慢的计算机使得大家排起了长队。因此,这家银行威胁计算机供货商要结束他们之间的供货合同。

计算机供货商派出了一个性能分析和调优专家查找计算机运行缓慢的原因。这个专家很快就发现了一个运行在终端的特定程序几乎消耗掉了CPU的所有处理能力。他使用了一个程序分析工具将程序展开,并找到了那个导致计算机运行缓慢的罪魁祸首。其源码如下:

for (i = 0; i < strlen(s); ++i) {

    if (… s[i] …) …

}

这里的字符串s的平均长度有上千个字符。这段代码(由这个银行编写的)很快被修正了,并且这家银行的出纳员自从那以后工作得很开心…

难道程序员不应该做得更好一些并且不去使用那些无用的二次阶复杂度算法吗?

每次strlen调用都会遍历字符串中上千个字符里的每个字符以找到字符串的结尾null字符。不过,这个字符串永远不会改变。如果事先得到该字符串的长度,这个程序员本可以节省数千次对strlen的调用(以及数百万次循环的执行):

n = strlen(s);

for (i = 0; i < n; ++i) {

    if (… s[i] …) …

}

每个人都知道这句格言:“首先使其能工作,然后再考虑让其更高效地工作”,这可以避免微小优化导致的缺陷。不过上面的例子几乎可以让你相信这个程序员遵循的是权谋家的节拍“首先使其缓慢地工作”。

这种草率的事情你可能不止遇到过一次。这不仅仅是一件“不要重新发明轮子”的事情。有些时候新手程序员在没有仔细考虑的前提下就开始写代码,然后突然意外地“发明”了冒泡排序。他们甚至可能为其自夸一番。

选择正确算法的另外一方面是数据结构的选择。这会导致很大的差异:用一个链表表示你要搜索的一个具有百万项元素的集合-与用一个哈希数据结构或一个二叉树相比-这会对用户对你的编程能力的评价产生较大影响。

程序员不应该重新发明轮子,并且应该尽可能地使用现有的库。但是为了能避免类似上面银行发生的问题,他们应该进行一些有关算法以及算法规模评估的培训。难道这只是现代文本编辑器中的华而不实才使得他们运行起来就像是上世纪80年代的老程序一样缓慢吗,比如WordStar?许多人说编程中的重用是最为重要的。不过,最重要的是,程序员应该知道何时重用、重用什么以及如何重用。为了做到这些,他们必须拥有问题域以及算法和数据结构的知识。

一个优秀的程序员也应该知道何时使用一个性能较差的算法。比如,如果问题域规定永远不会多于五个元素(就像是在掷骰子游戏中骰子的个数),你知道始终最多对5个元素进行排序。在这种情况下,冒泡排序实际上也许才是进行排序的最高效的方式。每个人都有得意的那天。

所以,阅读一些好书 – 并且确保你理解了书中所讲的内容。如果你真地读过Donald Knuth的“计算机编程艺术”,你也许甚至很幸运:找到一处作者犯下的错误都可以得到Donald Knuth的面额为2.56美元的支票。

By JC van Winkel

 

借开源实现你的雄心壮志

本文翻译自"Fulfill Your Ambitions with Open Source",来自于《程序员应该知道的97件事》一书中的某个章节。

如果你在工作中没能开发那些可以实现你雄心壮志的软件,那你将有很不错的机会。也许你正在为一家庞大的保险公司开发软件,然而你实际上却宁愿供职于Google、Apple、Microsoft或是你自己初创的公司去开发下一个对世界影响巨大的软件。如果你去为你根本不关心的系统开发软件,那你永远也实现不了你心中的抱负。

幸运的是,你的问题有一个答案:开源。那里有成千上万的开源项目。其中许多项目的开发都十分活跃,可以提供你想要的各种软件开发经验。如果你有了开发操作系统的想法,那就从十多个操作系统项目中选择一个加入吧。如果你想从事音乐软件、动画制作软件、加密技术、机器人技术、电脑游戏、大型网络在线游戏、移动电话或任何一类软件的开发,你肯定可以找到至少一个开源项目可以满足你的兴趣。

当然,这世上没有免费的午餐。你必须愿意牺牲一些你个人的自由时间,因为你在日常工作中可能无法从事一个开源视频游戏的开发 – 你还要为你的雇主负责。此外,只有极少数人可以从对开源项目的贡献中获得收入 – 有些人得到了,不过大多数人没有。你应该放弃一些你的自由时间(少玩些视频游戏,少看些电视也没啥大不了的)。你在开源项目上的工作越努力,你就会越快地实现你作为程序员的抱负。考虑你的雇佣合同也同样重要 – 一些雇主可能会限制你可以贡献的内容,即使是在你自己的自由时间里。此外,当你的工作涉及到版权,专利,商标及贸易机密时,当心侵犯知识产权法。

开源为那些激情十足的程序员们提供了巨大的机会。首先,你可以看到其他人是如何实现一个让你感兴趣的解决方案的 – 你可以通过阅读其他人的源代码学到很多东西。第二,你向这个项目贡献你的代码以及想法 – 不是所有你的好想法都将被接受的,不过其中的一些可能被接受。通过开发解决方案以及贡献代码你就可以学到一些新东西。第三,你会遇到那些对此类软件拥有和你同样热情的卓越的程序员 – 这些因开源项目合作而形成的友谊可能会持续一生。第四,假设你是一个称职的贡献者,你将在这门让你感兴趣的技术上积累许多实际经验。

开始参加开源项目十分容易。有很多有关你需要的工具(例如:源码管理工具,编辑器,编程语言,构建系统等)的文档资料。找到第一个你要参与的项目,学习这个项目所使用的工具。多数情况下有关这些项目自身的文档很少,不过这也无关紧要,因为学习开源项目的最好的方法就是自己研究这些代码。如果你想加入,你应该帮忙编写文档。或者你可以自愿编写测试代码。虽然这听起来也许不那么让人兴奋,但事实是为其他人的程序编写测试代码比几乎任何其它方式都能更快速地了解这个软件。编写测试代码,优秀的测试代码。找Bug,提交修正建议,结交朋友,参加到那些你喜欢的软件开发工作中,实现你软件开发的雄心壮志。

by Richard Monson-Haefel

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