初学编程导读

来源:互联网 发布:汇川plc编程软件 联机 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 22:52

因为不是计算机专业出身,而且工作第一年编程内容不多,没有系统的学习,喜欢编程,不想因为一开始的不注意导致自己迷迷糊糊,只能做一个行业平庸的劳动者是不满意的,所以转载一下


如何打好编程基础

这篇文章是写给那些真心想学编程的人看的——那些憋着一股狠劲儿,一定要做出个什么真东西,不学好不罢休的人;而不是那些「听说编程好玩」的人,在我看来,这种人永远都入不了编程的门,更别提做出个像样的东西来了。

心态调整

入门阶段

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心态调整

  • 确定目标

在你学习编程之前思考一下你的目标,当你有最终目标时道路会更加的清晰。

那么,你想要写什么?网站?游戏?iOS或者Android应用?或是你是想自动化完成一些乏味的任务让你有更多的时间看窗外的风景?也许你只是想更具有就业竞争力找个好工作。所有的这些都是有价值的目标,这些目标都是你编程学习推动力的一部分,没有推动力的人,是无法在略显枯燥的漫长学习之旅中走远。

  • 不要浮躁

不管是在线下还是线上的书店,满目都是《21天学通Java》这种速成书目,它们都承诺在很短一段时间内就让你能够学会相关技术。Matthias Felleisen在他的著作 How to Design Programs, Second Edition一书中明确指出了这种「速成」的趋势并予以了以上的讽刺。所谓的「捷径」或者说「银弹」是不存在的,智者说过,精通某个东西需要10年或10000个小时,也就是汉语中的「十年磨一剑」,所以不用着急,功不唐捐。

  • 培养兴趣

沉醉于编程,编程更是为了兴趣。兴趣是推动力的不竭源泉,保持这种充满兴趣的感觉,以便于你能将其投入到你的10年/10000小时的编程时间中。编程很有趣,那是探索的喜悦。那是创造的喜悦。看到自己亲手完成的作品显示在屏幕上很有趣。有人为你的代码而惊叹很有趣。有人在公共场合称赞你的产品、邻居使用你的产品、以及在媒体上讨论你的产品很有趣。编程应该十分有趣,若并非如此,就找出导致编程无趣的问题,然后解决之。

可以将学习编程类比为学习厨艺:你为了烧得一手好菜买了一些关于菜谱的书,如果你只是想为家人做菜,这会是一个不错的主意,你重复菜谱上的步骤也能做出不赖的菜肴,但是如果你有更大的野心,真的想在朋友面前露一手,做一些独一无二的美味佳肴,甚至成为「大厨」,你必须理解这些菜谱背后大师的想法,理解其中的理论,而不仅仅是一味地实践。但是如果你每天唯一的工作就是阅读那些厚重的理论书籍,因为缺乏实践,你只会成为一个糟糕的厨子,甚至永远成为不了厨子,因为看了几天书后你就因为枯燥放弃了厨艺的学习。总之,编程是连接理论与实践的纽带,是计算机科学与计算机应用技术相交融的领域。正确的编程学习方法应该是:通过自顶而下的探索与项目实践,获得编程直觉与推动力;从自底向上的打基础过程中,获得最重要的通用方法并巩固编程思想的理解。作为初学者,应以后者为主,前者为辅。

启蒙

「学编程应该学哪门语言?」这经常是初学者问的第一个问题,但这是一个错误的问题,你最先考虑的问题应该是「哪些东西构成了编程学习的基础」?

编程知识的金字塔底部有三个关键的部分:

  • 算法思想:例如怎样找出一组数中最大的那个数?首先你得有一个 maxSoFar 变量,之后对于每个数…

  • 语法:我怎样用某种编程语言表达这些算法,让计算机能够理解。

  • 系统基础:为什么 while(1) 时线程永远无法结束?为什么 int *foo() { int x = 0; return &x; } 是不可行的?

启蒙阶段的初学者若选择C语言作为第一门语言会很困难并且枯燥,这是因为他们被迫要同时学习这三个部分,在能做出东西前要花费很多时间。

因此,为了尽量最小化「语法」与「系统基础」这两部分,建议使用 Python 作为学习的第一门语言,虽然Python对初学者很友好,但这并不意味着它只是一个「玩具」,在大型项目中你也能见到它强大而灵活的身影。熟悉Python后,学习C语言是便是一个不错的选择了:学习C语言会帮助你以靠近底层的视角思考问题,并且在后期帮助你理解操作系统层级的一些原理,如果你只想成为一个普通(平庸)的开发者你可以不学习它。

入门结束启蒙阶段后,初学者积累了一定的代码量,对编程也有了一定的了解。这时你可能想去学一门具体的技术,诸如Web开发,Android开发,iOS开发什么的,你可以去尝试做一些尽可能简单的东西,给自己一些正反馈,补充自己的推动力。但记住别深入,这些技术有无数的细节,将来会有时间去学习;同样的,这时候也别过于深入特定的框架和语言,现在是学习计算机科学通用基础知识的时候,不要试图去抄近路直接学你现在想学的东西,这是注定会失败的。

那么入门阶段具体该做些什么呢?这时候你需要做的是反思自己曾经写过的程序,去思考程序为什么(Why)要这样设计?,思考怎样(How)写出更好的程序?试图去探寻理解编程的本质:利用计算机解决问题。

设想 :

X = 用于思考解决方案的时间,即「解决问题」 部分

Y = 用于实现代码的时间,即「利用计算机」部分」

编程能力 = F(X, Y) (X>Y)

要想提高编程能力,就得优化 X,Y 与函数 F(X, Y),很少有书的内容能同时着重集中在这三点上,但有一本书做到了——Structure and Interpretation of Computer Programs(SICP)《计算机程序的构造和解释》,它为你指明了这三个变量的方向。在阅读SICP之前,你也许能通过调用几个函数解决一个简单问题。但阅读完SICP之后,你会学会如何将问题抽象并且分解,从而处理更复杂更庞大的问题,这是编程能力巨大的飞跃,这会在本质上改变你思考问题以及用代码解决问题的方式。此外,SICP的教学语言为 Scheme,可以让你初步了解函数式编程。更重要的是,他的语法十分简单,你可以很快学会它,从而把更多的时间用于学习书中的编程思想以及复杂问题的解决之道上。

  • 计算机系统基础

有了之前程序设计的基础后,想更加深入地把握计算机科学的脉络,不妨看看这本书:《深入理解计算机系统》 Computer Systems A Programmer’s Perspective 。这里点名批评这本书的中译名,其实根本谈不上什么深入啦,这本书只是 CMU的「计算机系统导论」的教材而已。CMU的计算机科学专业相对较偏软件,该书就是从一个程序员的视角观察计算机系统,以「程序在计算机中如何执行」为主线,全面阐述计算机系统内部实现的诸多细节。

如果你看书觉得有些枯燥的话,可以跟一门 Coursera 上的 MOOC: The Hardware/Software Interface,这门课的内容是 CSAPP 的一个子集,但是最经典的实验部分都移植过来了。同时,可以看看 The C Programming Language,回顾一下C语言的知识。

完成这本书后,你会具备坚实的系统基础,也具有了学习操作系统,编译器,计算机网络等内容的先决条件。当学习更高级的系统内容时,翻阅一下此书的相应章节,同时编程实现其中的例子,一定会对书本上的理论具有更加感性的认识,真正做到经手的代码,从上层设计到底层实现都了然于胸,并能在脑中回放数据在网络->内存->缓存->CPU的流向。

此外,也是时候去接触 UNIX 哲学了: KISS - Keep it Simple, Stupid. 在实践中,这意味着你要开始熟悉命令行界面,配置文件。并且在开发中逐渐脱离之前使用的IDE,学会使用Vim或Emacs(或者最好两者都去尝试)。

  • 数据结构与算法基础

如今,很多人认为编程(特别是做web开发)的主要部分就是使用别人的代码,能够用清晰简明的方式表达自己的想法比掌握硬核的数学与算法技巧重要的多,数据结构排序函数二分搜索这不都内置了吗?工作中永远用不到,学算法有啥用啊?这种扛着实用主义大旗的「码农」思想当然不可取。没有扎实的理论背景,遭遇瓶颈是迟早的事。

数据结构和算法是配套的,入门阶段你应该掌握的主要内容应该是:这个问题用什么算法和数据结构能更快解决。这就要求你对常见的数据结构和算法了熟于心,你不一定要敲代码,用纸手写流程是更快的方式。对你不懂的数据结构和算法,你要去搜它主要拿来干嘛的,使用场景是什么。

供你参考的学习资源:

《算法导论 》:有人说别把这本书当入门书,这本书本来就不是入门书嘛,虽说书名是 Introduction to Algorithms,这只不过是因为作者不想把这本书与其他书搞重名罢了。当然,也不是没办法拿此书入门,读第一遍的时候跳过习题和证明就行了嘛,如果还觉得心虚先看看这本《数据结构与算法分析》

Coursera Algorithms: Design and Analysis [Part 1] & [Part 2]: Stanford 开的算法课,不限定语言,两个部分跟下来算法基础基本就有了;英语没过关的:麻省理工学院公开课:算法导论

入门阶段

还要注意培养使用常规算法解决小规模问题的能力,结合前文的SICP部分可以读读这几本书:《编程珠玑 》,《程序设计实践 》

  • 编程语言基础

此外还要知道,学习第n门编程语言的难度是第(n-1)门的一半,所以尽量去尝试不同的编程语言与编程范式,若你跟寻了前文的指引,你已经接触了:「干净」的脚本语言 Python, 传统的命令式语言 C, 以及浪漫的函数式语言 Scheme/Racket 三个好朋友。但仅仅是接触远远不够,你还需要不断继续加深与他们的友谊,并尝试结交新朋友,美而雅的 Ruby 小姑娘,Hindley-Milner 语言家族的掌中宝 Haskell 都是不错的选择。但有这么一位你躲不开的,必须得认识的大伙伴 — C++,你得做好与他深交的准备:

如果你能设法完成以上的所有任务,恭喜你,你已经真正实现了编程入门。这意味着你在之后更深入的学习中,不会畏惧那些学习新语言的任务,不会畏惧那些「复杂」的API,更不会畏惧学习具体的技术,甚至感觉很容易。当然,为了掌握这些东西你依旧需要大量的练习,腰还是会疼,走路还是会费劲,一口气也上不了5楼。但我能保证你会在思想上有巨大的转变,获得极大的自信,看老师同学和 CSDN 的眼光会变得非常微妙,虽然只是完成了编程入门,但已经成为了程序员精神世界的高富帅。不,我说错了,即使是高富帅也不会有强力精神力,他也会怀疑自己,觉得自己没钱就什么都不是了。但总之,你遵循指南好好看书,那就会体验「会当凌绝顶」的感觉。

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