Что такое код и как его писать
Основы программирования: как начать писать код
Окончил курс по языку программирования, но писать код не научился. С подобным сталкиваются многие новички. Пользователи Reddit описывают проблему так:
Разбираемся, в чём может быть проблема и как её решить.
Проблема: искусственная среда программирования
Многие онлайн‑курсы и книги предлагают новичкам работать в искусственной среде программирования, которая сопровождает написание кода различными инструкциями и подсказками. Она не соответствует тому, как в действительности работают разработчики. Когда курс заканчивается и бывший студент пытается совладать с реальной средой программирования, он чувствует себя потерянным, потому как привык к учебным инструментам, которые на каждом шагу предлагают подсказки.
Причина, по которой разработчики онлайн‑курсов пользуются подобными инструментами, заключается в том, что новичкам сложно взаимодействовать с реальными средами разработки. А искусственные платформы хороши тем, что помогают преодолеть первое сопротивление перед написанием кода. В конечном же счёте начинающему программисту всё равно придётся столкнуться с реальной средой разработки.
Проблема: чрезмерные руководства
На курсах программирования и при прочтении учебника ученик получает большое количество инструкций, советов, рекомендаций, что позволяет быстро добиваться успехов в учёбе. В некоторых случая студентам сразу дают ответы или напрямую говорят, как писать код.
По окончании курса новичок оказывается один на один с пустым файлом, без подсказок, и может почувствовать себя в замешательстве.
Проблема здесь — в чрезмерном руководстве. Ученика натаскивают на синтаксис языка, не уделяя при этом должного внимания основным идеям и понятиям программирования.
Синтаксис — это просто набор символов, которые используются для определённого языка программирования. Можно провести параллель с естественными языками: умение написать и произнести фразу на французском “S’il vous plaît” не имеет смысла, если вы не знаете её значения.
Только знание и понимание концепций, которые лежат в основе программирования, позволит понять, как работает код.
Решение 1: использовать реальные среды разработки
Стоит помучиться: установить и настроить реальную среду разработки. Начать можно с обычного текстового блокнота или сразу с редактора кода.
Узнайте, какой редактор чаще всего используют для выбранного вами языка, и установите его. Тщательно изучите его работу: как создать проект, запустить код, какие есть горячие клавиши и сокращения.
Напишите код, сохраните его и запустите — это будет вашим первым серьёзным шагом, ведь именно так работают настоящие разработчики.
Решение 2: писать код с нуля
Достаточно подсказок и инструкций! Начните с пустого файла, в который вы добавите каждую строку кода самостоятельно.
Это трудная задача, в процессе решения которой вы потратите кучу времени на отладку и попытки понять, что написано в сообщениях об ошибках. Но недаром говорят, что хороший программист тот, что умеет пользоваться поисковиком. Воспользуйтесь им по назначению — так вы сможете найти ответы на многие вопросы.
Не копипастите чужой код. Если вы используете работающих чужой код — вы ничему не научитесь. Изучайте чужой код, но не копируйте!
Главное на данном этапе — дойти до решения самостоятельно, а не получить уже готовое. Каждый раз, когда вы ищите и исправляете ошибку, вы получаете реальный опыт программирования.
Решение 3: писать много кода, очень много кода
Программирование — не теоретическая дисциплина: чтения книг, просмотра учебных видео и выполнения тренировочных упражнений недостаточно, чтобы освоить её. Чтобы научить программировать, нужно написать тысячи строк кода.
Ваша первая программа сможет немногое, а в вашем коде будет масса ошибок — но это не столь важно. Главное, сразу не разочаровываться в своих способностях и не бросить всё.
Процесс обучения может выглядеть так: изучаете теорию, ищите советы в поиске, пишите программу и так по кругу.
Решение 4: просить о помощи
Некоторые задачи и ошибки кажутся нерешаемыми: вы бьётесь час, другой, но ничего не приходит в голову. Возможно, пришло время попросить совет.
Сделать это можно на сайтах вопросов и ответов для разработчиков, самый известный — Stackoverflow, который существует в англоязычной и русскоязычной версиях. Не забывайте: хороший программист должен владеть английским языком, ведь это основной язык разработчиков всего мира, и ответ вы быстрее найдёте или получите именно на нём.
Чтобы получить корректный ответ на свой вопрос, стоит научиться правильно составлять запрос:
Программирование — непростое занятие, которое требует реальной заинтересованности и способности часами думать над решением задачи. Если вы воспользуетесь решениями из статьи и не передумаете становиться разработчиком — вы действительно готовы ступить на эту стезю.
Курсы программирования — хороший старт для новичка или человека знающего, которому не хватает системы или у которого возникают сложности при изучении нового языка или технологии. Но не стоит надеяться, что они сразу сделают из вас профи. От вас потребуется настоящая заинтересованность, способность часами думать над решением задачи, искать ошибки и умение учиться самостоятельно.
Исходный код и его 11 составляющих
Теперь, когда вы понимаете концепцию программирования, мы рассмотрим исходный код – его главные составляющие и принципы работы с ними.
Часть 2 – Исходный код
В предыдущей части мы затронули азы программирования, где рассказали о машинном языке, преобразователях, языках программирования и работе с CLI. Двигаемся дальше.
Исходным кодом называется основной файл вроде Microsoft (.doc), но немного другой. Это текстовый файл, написанный с помощью простых редакторов, таких как Windows Блокнот. В предыдущем разделе мы перечислили, что нужно, чтобы интерпретаторы или компиляторы конвертировали исходный код в двоичный. Первый должен быть сохранен в файле, что передается для ввода в переводчик (преобразователь).
Когда вы закончите писать код, запустите его через переводчик. Рассмотрим в качестве примера запуск кода на языке Python с использованием команды python.
Начало работы: ваша первая программа
3. Откройте в нем новый файл и введите следующее:
Результат должен выглядеть так:
Анатомия типичного кода
Теперь мы рассмотрим содержимое типичного файла исходного кода. Ниже приведены регулярные компоненты.
Ключевые слова
Короткие человекочитаемые слова, обычно называемые ключевыми. Они свойственны изучаемому вами языку и они особенны. Их просто нужно знать. Вот небольшой набор ключевых слов, часто используемых в Python.
Идентификаторы
Слова, изобретенные вами. Да, не удивляйтесь! Вы, программист. Эти слова обычно называются идентификаторами. Они могут быть созданы вами или другими программистами. Они упакованы в плагины, более известные как библиотеки.
Примером является библиотека Math. Она позволяет получить доступ к функциям, таким как квадратный корень (Math.sqrt), используемый в JavaScript.
Многие языки программирования поставляются со множеством библиотек. Они обычно называются SDK (комплекты разработки программного обеспечения). Загружаются вместе с компилятором для дальнейшего создания технологий, приложений и проектов. Также существуют фреймворки, созданные, чтобы облегчить разработку проекта и объединить его различные составляющие.
Некоторые идентификаторы в комплекте с выбранным языком не могут использоваться в качестве идентификатора пользователя. Примером является слово string в Java. Такие идентификаторы вместе с ключевыми словами называются Зарезервированными Словами. Они также являются особыми.
Все ключевые слова являются зарезервированными. Также слова, которые вы выбираете, должны иметь смысл для тех, кто впервые их видит.
Основные типы данных
Целые числа могут быть знаковыми и беззнаковыми, большими и малыми. Последние фактически зависят от объема памяти, зарезервированного для таких чисел. Есть числа с десятичными частями, обычно называемые double и float, в зависимости от языка, который вы изучаете.
Также существуют логические типы данных boolean, которые имеют значение true или false.
Сложные типы данных
Указанные выше типы известны как элементарные, первичные или базовые. Мы можем создавать более сложные типы данных из приведенных базовых.
Массив (Array) – это простейшая форма сложного типа. Строка (String) – это массив символов. Мы не можем обойтись без этих данных и часто используем их при написании кода.
Комбинация символов – это строка. Чтобы использовать аналогию, строка для компьютера означает, что слово принадлежит человеку. Слово «термометр» состоит из 9 символов – мы просто называем это строкой символов. Обработка строк – это обширная тема, которая должна изучаться каждым начинающим программистом.
Сложные типы данных поставляются с большинством языков программирования, которые используются. Есть и другие, такие как системы классов. Это явление также известно как объектно-ориентированное программирование (ООП).
Переменные
Переменные – это просто имена областей памяти. Иногда нужно сохранить данные в исходном коде в месте, откуда их можно вызвать, чтобы использовать. Обычно это место памяти, которое резервирует компилятор/интерпретатор. Нам нужно дать имя этим ячейкам памяти, чтобы потом их вспомнить. Рассмотрим фрагмент кода Python ниже:
pet_name – пример переменной, и тип данных, хранящихся в pet_name, является строкой, что делает переменную строковой. Существуют также числовые. Таким образом, переменные классифицируются по типам данных.
Константы
Константы – это значения, которые не изменяются на протяжении всего жизненного цикла программы. Чаще всего в их именах используются заглавные буквы. Некоторые языки поддерживают создание постоянных значений, а некоторые – нет.
Существуют строго типизированные языки программирования, в которых каждая переменная должна быть определенного типа. Выбрав тип один раз, вы больше не сможете его изменить. Java – хороший пример такого ЯП.
Другие же не предоставляют эти функции. Они являются свободно типизированными или динамическими языками программирования. Пример – Python.
Вот как объявить постоянное значение в JavaScript:
Литералы
В каждом исходном коде существуют типы данных, которые используются повсюду и изменяются только в том случае, если их отредактировали. Это литералы, которые не следует путать с переменными или константами. Ни один исходный код не обходится без них. Литералы могут быть строками, числами, десятичными знаками или любыми другими типами данных.
В приведенном выше фрагменте слово «Hippo» является строковым литералом. Это всегда будет «Hippo», пока вы не отредактируете исходный код. Когда вы научитесь кодить, узнаете, как управлять литералами таким образом, чтобы оставлять неизменной большую часть кода.
Пунктуация/Символы
В большинстве написанных программ вы найдете различные знаки препинания в зависимости от выбранного языка программирования. Например, в Java используется больше знаков препинания, чем в Python.
Основные знаки включают в себя запятую (,), точку с запятой (;), двоеточие (:), фигурные скобки (<>), обычные круглые скобки (()), квадратные скобки ([]), кавычки («» или »), вертикальную черту (|), слэш (\), точку (.), знак вопроса (?), карет (^) и процент (%).
Добро пожаловать в мир программирования, где знаки препинания – ваши лучшие друзья. Скоро вы обнаружите, что в коде их всегда очень много.
Операторы
Шансы, что вы будете писать исходный код для выполнения какой-нибудь операции, крайне высоки. Любые языки программирования, которые мы используем, включают в себя множество операторов. Среди применяемых выделяют сложение (+), деление (/) умножение (*), вычитание (—) и знак больше (>).
Операторы обычно классифицируются следующим образом:
Комментарии
Документация будет важным аспектом деятельности в сфере программирования. Это то, как вы объясняете свой код другим программистам. Подобное делается с помощью комментариев, которые добавляются к различным частям кода. С помощью комментариев вы можете направлять других программистов через написанную программу.
Компилятор игнорирует строки кода, которые являются комментариями.
Объявление комментариев разное для разных языков. Например, # используется для ввода комментариев в языке Python.
Вот пример комментария в Python:
Пробелы и вкладки
Это пробелы, созданные между кодом, который вы пишете. Они ставятся при нажатии пробела или клавиши табуляции на клавиатуре.
Двигаемся дальше
Вы познакомились с исходным кодом и изучили его содержимое. Скомпилированный или преобразованный код может не запускаться по ряду причин. Эти причины обычно связаны с ошибками. Действие поиска и удаления ошибок называется отладкой и является навыком, который вы должны изучить. Ошибки мы рассмотрим в следующей части.
Убедитесь, что вы правильно настроили Python в своей компьютерной системе, и запустите свою первую программу.
Викторина
Определите элементы, которые мы изучили, в приведенном ниже фрагменте кода Java:
Как правильно писать код?
На протяжении свой карьеры программиста, я неоднократно сталкивался с тем, что программисты не умеют писать код. Причем это может касаться как начинающих так уже и очень опытных людей. Честно говоря, по моему мнению существуют единицы, которые действительно умеют это делать. Я не претендую на полноту освещение проблемы и на то что мое мнение правильное, а рассмотрю ее со своей точки зрения.
На мой взгляд не существует и не может существовать единого стандарта и каждый человек волен выбирать и адаптировать свои собственные подходы к программированию. Но есть некоторый набор практик, который помогает в подавляющем большинстве случаев.
Прежде всего хочется обратится к первоистокам проблемы. Что вообще не так и зачем надо что-то менять. Я думаю, что мечтой каждого программиста, является писать код максимально быстро и максимально красиво, причем чтоб все четко работало с первого раза. Это позволит чаще читать фишки и пить кофе с тестировщицами, для особо ярых даст больше времени для для развития себя как специалиста.
Одно из основных отличий профессионального программиста от новичка является система приоритетов. Как правило сделать код работающим очень не сложно, сделать его понятным намного сложнее (желательно конечно чтоб при этом он остался работающим). Поэтому профессионал зачастую больше времени проводит за рефакторингом чем за дебагом, что само по себе уже хорошо, однако хотелось бы и момент рефакторинга сократить до минимума.
Итак основные идеи, которые могут помочь писать код лучше
Имей идею
В любой вашей реализации должна быть идея, это как линия которая проходит через всю функциональность и связывает ее воедино. До того как сесть что-то писать, вы должны более менее представлять как это все будет работать, какие есть блоки, как они друг с другом взаимодействуют. Не садитесь писать просто так, придумайте концепцию, так и интереснее и зачастую результирующий код станет понятнее. Естественно уже придумав что-то стоит максимально оставаться в рамках этой концепции, не стоит менять все при первых проблемах, проблемы будут всегда. Также не стоит лениться и со словами, “да ладно и так затащит” втыкать какуюто затычку. Это к добру не приведет.
Идеала нет
А хочется конечно, чтоб он был, но его в 99.(9)% нет. Не стоит пытаться сделать код идеальным, получится еще хуже потратится намного больше времени. Это просто борьба с ветряными мельницами, все же нам платят за то что наше приложение работает а на за то, как оно шикарно написано. Часто поиски идеала приводят к постоянным сменам концепций, бесконечным переписыванием одного и того же, в конечном итоге надоедает, человек все бросает, затыкает все затычкам и “да ладно и так затащит”. Должно быть хорошо и удобно, идеал это не удел инженеров это удел поэтов, а программисты все таки инженеры.
Сохраняй фокус
Одной из основных проблем особенно у новичков является копание в деталях. Надо фокусироваться на 1 задаче в единицу времени. Что я хочу сказать, вы пишете какую-то функцию, натыкаетесь на какой-то не простой момент с которым надо разобраться. В большинстве случаев вы знаете, что эта проблема решается 100%, но не знаете как. Если переключиться на ее решение, вы собьетесь с фокуса текущей проблемы, потом для того, чтоб вернуться придется потратить время, переключение контекста никогда не было бесплатной операцией. Эта идея так же распространяется на детали реализации. Предположим вам надо написать функцию которая читает какие-то данные из базы и записывает их в файл. Вот то и есть вашим контекстом. Решите эту проблему потом решайте остальные (тоесть чтение из базы и запись в файл). Изначально мы пишем следующее:
и генерируем 2 заглушки для Read и Write, благо вижуал студия имеет магическую комбинацию клавиш alt+shift+f10, которую я прожимаю чаще всего (перебиндить ее на f1, просто f1 вместо поиска, мешает только то что это надо делать у всех). Что нам дает такой подход. Во-первых, мы пишем быстрее ибо остаемся в контексте. Во вторых мы пишем лучше ибо в один момент решаем одну задачу, да, ошибок будет меньше. В третьих мы получаем лучше код, он изначально формируется правильно. Функции называются правильно и по контексту, они получаются маленькие и простые. На мой взгляд это самая важная практика из всех перечисленных здесь.
Чувствуй запах
Как писал Фаулер в своем бессмертном произведении, у кода есть запах. Не буду сильно повторяться, скажу кратко. Если вы ощущаете, что с кодом что-то не так, подумайте как его улучшить. Такое чувство возникает как правило с опытом, однако если вы все время будете анализировать то, что пишете, после написания, оно у вас будет развиваться намного быстрее. Однако помните, идеала нет!
Лучше безобразно но единообразно
Выработайте свою систему именования переменных, функций и тп. старайтесь ее максимально придерживаться. Я вот например возвращаемое значение функции всегда называю result, может это не правильно и не отражает смысл, отсылка во времена делфи, но я так делаю и мне это нравится, мне так удобно. Также я всегда использую var никогда не использую явное типизирование (ну только когда выхода нет). Я так же стремлюсь всегда давать очень короткие имена переменным i,d,v,k для меня не проблема, ибо функции маленькие все понятно из контекста. Зачем писать currentNode если можно написать просто n и при это все равно все ясно? Более того, длинные имена переменных часто только усложняю изложение. Про стандарты кодирования я тут молчу это другая тема, их просто надо придерживаться.
Что? Где? Когда?
Задавайте себе больше вопросов по тому коду который вы пишете. Обрабатываются ли исключения? Правильно ли сделано управление ресурсами? Очищаются ли у вас кеши в нужный момент? Все ли хорошо с потокобезопасностью? Правильно ли вы используете библиотеки? В том ли месте находится функция которую вы пишете? Существует очень много вопросов которые стоит рассмотреть даже после того как код уже работает. Надо задаваться этими вопросами постоянно, тогда это войдет в привычку и все это будет делаться уже автоматом.
Будьте проще и люди к вам потянутся
Шаблоны проектирования, иерархии классов, элементы функционального программирования это все замечательные вещи. Однако стоит по возможности стараться все делать как можно проще. Чем проще код, тем он понятнее и тем легче его сопровождать. Глубокие иерархии классов очень сложно поддерживать и понимать. Зачастую наследования вообще стоит избегать, старайтесь заменять его реализацией интерфейсов. Шаблоны проектирования тоже дают великолепные решения, но подумайте, может стоит все сделать просто? Возможно оно так будет понятнее? Зачастую так оно и есть.
И на последок еще несколько замечаний
— Если вы дебажите свой код, который только что написали, что-то пошло не так.
— Стоит реже компилировать свой код, вообще стоит больше писать меньше собирать. Если вы конечно активно используете юнит тесты, то этот пункт в принципе отпадает, там и правда лучше чаще собирать и запускать тесты. Однако все равно не стоит это делать слишком уж часто.
— Изучите все возможности которые дает среда разработки, выучите горячие клавиши и используйте их, это очень сильно экономит время. Однако не советую сильно настраивать под себя среду, будет очень сложно если придется помогать коллеге за его компьютером.
Я здесь умышленно не привожу примеры кода, сейчас я пишу на C# (как пытливый читатель уже наверно догадался), но дело в том, что не существует принципиальных отличий в написании кода на PHP, C++, Delphi, C# и тп. даже на сильно отличающихся языках (например функциональных).
Хочу отметить, что простое прочтение каких-то правил и советов ничего не дает, надо отрабатывать. И вот это последняя мысль которую я хочу выразить. Не пишете просто код, всегда отрабатывайте и улучшайте свои навыки. “Сейчас просто напишу, а дома на кошках потренируюсь” ничего вам не даст совершенно. Можно было бы еще продолжить и расширить мой список, но я считаю изложенные моменты основными.
Программирование с нуля
Данная статья описывает основные конструкции в программировании и предназначена для тех, кто хочет в этом разобраться. Но статья не описывает все нюансы, потому что их слишком много. Если описывать их все, будет очень нудно и непонятно.
Использовать будем си-подобный синтаксис, то есть подобный языку си, но не будем вникать в заголовочные файлы, указатели и другие особенности относительно низкоуровневых языков, перейдём на синтаксис более высокоуровневых языков, которые сделают рутинную работу за нас. А конкретно, будем использовать синтаксис языка Java. Добро пожаловать под кат.
Двоичная система счисления
Числа в двоичной системе счисления состоят всего из двух знаков. Нуля и единицы. 00000001 – число один. 00000010 – число два. 00000100 – число 4. Как вы можете заметить, когда единица смещается влево, число увеличивается в два раза. Чтобы получилось число 3, необходимо написать 00000011. Таким образом можно составить все необходимые числа. В данном примере мы использовали двоичное число с восемью знаками, иначе говоря число восьмиразрядное. Чем больше у числа разрядов, тем большее оно может вместить значение. Например, восьмиразрядное число вмещает максимальное значение 255, если считать ноль, тогда 256, а в программировании ноль считается всегда. Если увеличить разряд на один, получится девятиразрядное число и его вместимость увеличится в два раза, то есть станет 512. Но так в программировании никогда не делается и обычно каждая следующая разрядность увеличивается вдвое. Один разряд, потом 2 разряда, потом 4 разряда, потом 8 разрядов, потом 16 разрядов, потом 32 разряда и далее.
Шестнадцатеричная система счисления
Всё аналогично двоичной, только вместо нулей и единиц участвуют цифры от 0 до 15. 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F, где A – 10, B – 11, C – 12, D – 13, E – 14, F – 15.
Знак минус в программировании
Буквы и знаки
Буквы, знаки, смайлики и так далее обозначаются также числами. Буква А может быть числом 00000001 или любым другим, или даже комбинацией чисел в зависимости от кодировки символов. Кодировок много.
Типы данных
В программировании есть типы данных. Числовые, такие как 233, которые разобрали выше. Называются почти везде int, от слова integer. С плавающей запятой, такие как 198,76, называются почти везде float. У букв тип char, у строк тип String. Тип bool имеет два значения – истина (true) и ложь (false). У этого типа реализация в разных языках разная, но самая простая, когда ноль — значит ложь, а любое другое число истину. Нестандартные типы данных, такие как числа с фиксированной запятой, рассматривать не будем.
Применение
Прежде чем использовать числа в программировании их нужно объявить, то есть сказать с помощью языка программирования, что они существуют.
Это стандартное объявление примитивного типа.
Сначала пишем тип, потом имя переменной, то есть нашего числа. Всегда заканчиваем наше выражение, да и любое, точкой с запятой.
Теперь мы можем использовать переменную по её имени.
Здесь мы присвоили переменной значение. В отличии от математики в программировании = значит взять значение справа и присвоить переменной слева. = — это знак/оператор присвоения.
Можно объединить объявление и присвоение, то есть сразу инициализировать переменную.
Буквы выделяются одинарными кавычками, строки выделяются двойными кавычками. Числа типа int не выделяются.
К числам с плавающей запятой одинарной точности в конце добавляется f.
К числам с плавающей запятой двойной точности ничего не добавляется.
Операторы
После того как мы записали наше выражение, например сложения,
получается значение. Но так как оно ни одной переменной не присваивается, оно исчезает. Чтобы присвоить значение переменной используется специальный оператор присвоения, который коротко описан выше.
Повторим ещё раз. Он берёт значение со своей правой стороны и присваивает его переменной в левой стороне. Это оператор =, и он не имеет ничего общего со знаком равно из математики.
Также у нас есть логические операторы, такие как (больше),