猴子靈藥 [Monkey Potion]

書名：Code Complete, Second Edition
作者：Steve McConnell
譯者：譚詠歸
出版：Microsoft Press; 2nd edition (June, 2004) / 學貫
語言：英文版 / 繁體中文版

Code Complete 是一本很不可思議的好書。書中的內容，沒有模糊不清的理論，而是立即可運用在現行專案或程式中的各種技術。有太多太多的實用知識，完整詳細地解答了我長久以來的疑惑與困擾。

軟體的開發，存在許多不同的階段 (Phase) 與面向，Code Complete 的主要內容，是著重於軟體開發的建構 (Construction) 階段。Construction 一般常會被認為是進行 Coding 或 Programming 的階段；但是在這個階段中，其實還包含了架構設計、細節設計、建構規劃、單元測試等等許多不同的活動程序。

書中的內容從軟體建構的定義開始介紹，從 High-Level 的角度論述「設計」在建構階段中所扮演的角色，與實際可用的設計程序。接著每個章節探討一個主題，由最常見的 Class 與 Routine 設計與實做層面開始，逐步論述各種設計與實做上的考量。而後又討論了 Defensive Programming 與 Pseudocode Programming Process 兩個相當有用的設計方法。

接續的章節往 Low-Level 的建構層面邁進，先以程式中最基本的組成元素，變數的使用開始論述，包括變數的一般使用原則、變數命名、一般資料型態，與非尋常資料型態的變數。變數的設計與使用，經常容易被忽略或是獲得比較少的注意，但是對於一個程式的優劣勝敗來說，變數絕對是具有相當程度的影響力。接著介紹程式中很重要的控制元素，也就是各種控制結構的使用。從直述式結構、條件式結構、迴圈式結構開始，再接續討論非尋常的控制結構、表格驅動方法，與結構式程式設計的一般性原則。結構式程式設計主要的立論在於，無論任何的控制流程，都應該能夠從 Sequence、Selection 與 Iteration 三種架構所建構出來。

接續的章節，再重新回到 High-Level 的觀點， 闡述軟體品質的特徵、專案大小的取捨、建構階段的管理、整合技術，如何深遠地影響到整個專案的運作，與進一步的建構階段。然後是 Developer Testing、Debugging、Refactoring，以及常被過度強調的 Code Tuning 考量與技術。還有一個章節討論較為少見的協同式建構 (Collaborative Construction) 流程。到了書中的最後一個部分，討論的則是比較屬於心理層面的主題，包括很重要也很具爭議性的程式寫作風格與版面配置，以及如何達成不說自明 (Self-Documenting) 的程式碼。最有意思的部分，是書中的最後兩個章節，分別討論了個人特質對於程式建構的影響，與整本書總結整理的部分。

貫穿全書的重要理念主要有以下幾點：

• 克服複雜度：

  軟體設計與建構的一個主要目標，就是克服複雜度。 許多程式設計實例背後的動機，都是為了能夠降低程式的複雜度。而降低複雜度，可以說是成為一個有效率的程式設計師，最重要的關鍵。大部分人的思考容量是有限制的，所以我們應該盡力最小化，一個人在同一時間內，需要思考的程式數量。可以說所有軟體設計技術的目標，都是在於將一個複雜的問題，分解成許多簡單的部分。

  一個專案的失敗，通常可能是導因自不良的需求、不良的計畫、不良的管理等等因素。但是如果失敗的原因主要是來自技術面的話，那麼這個原因通常是「未被控制的複雜度」(Uncontrolled Complexity)。因此，盡力控制複雜度 (Manage Complexity)，可說是在軟體開發中最重要的一項議題。

  而一個測量程式複雜度 (Programming Complexity) 的方法，就是你為了瞭解一個程式，而必須在同一時間之內，保持在心裡思考的物件的總數。這種「心智把戲」(Mental Juggling) 的行為，就是程式設計最困難的面向之一，也是程式設計為何需要比其他活動更多專注力的理由之一。有兩個辦法可以對付複雜度： 其一就是藉由更多的「心智練習」以增進操弄心智把戲的能力，然而程式寫作本身就是一件足夠的心智練習，因此能增進的幅度相當有限。其二是降低程式的複雜度，以及為了瞭解它所需要付出的專注力。

  根據 Edsger Dijkstra 的論述：大多數的程式設計，都是意圖補償人類極為有限的腦容量。程式設計最佳的人，是那些瞭解他們自己的腦袋有多小的人。他們是謙遜的。學習越多以彌補不足的腦袋容量的人，就會成為越好的程式設計師。越是謙遜的人，越能夠快速的增進。

  『Good programmers are humble.』

• 程序 (Process) 的重要性：

  在一個小型的專案中，個別程式設計師的才能，是影響軟體品質的最大因素，其中某部分的成功因素，可以歸功於個人選擇使用的程序。然而在比較大型的專案中，相較於個人的技能來說，組織化的特徵程序能夠帶來更大的影響。

  即使是一個很好的團隊，他們所能夠貢獻的能力，並不是單純所有個人能力的加總而已。人們在一起工作的方法，會決定他們的能力是有相加的效果，或是相減的效果。程序之所以對於軟體開發很重要的原因，在於品質必須要從軟體專案的第一步就建構於其中。

• 程式撰寫考量的出發點，應該以「人」而非「電腦」做為第一優先考量：

  程式碼在很多情況下都會被閱讀，無論是自己或其他人，在修改、除錯、維護的時候，都會需要閱讀程式碼。所以想盡各種辦法，使用各種技術，使程式碼具備可讀性、易讀性是很重要的主題。你應該要花費心力在撰寫良好的程式碼上，以致於你可以只做一次，而非需要重複又重複地閱讀差勁的程式碼。
  沒有一個單一技術的應用，可以區別出一個易讀的程式或不易讀的程式，但是由許多小部分閱讀性的改進，能夠累積出重要而可觀的成效。

  程式設計中，較少部分的工作，是為了撰寫程式讓電腦能夠閱讀它；而較多部分的工作，是在於使得其他的人類能夠閱讀它。因此，程式設計師在撰寫程式的時候，應該要偏好「閱讀時的便利性」，而非「撰寫時的便利性」。

  『Any fool can write code that a computer can understand. Good programmers write code that humans can understand.』

• 迭代 (Iterate)、重複：

  「設計」是一個奇特的問題 (Design is a wicked problem)。奇特問題 (Wicked Problem) 是指，唯有當這個問題被解決之時，才有辦法清楚的對它做出定義。聽起來像是似是而非的矛盾一樣，而「設計」正是屬於這種類型的奇特問題。設計不會是一開始就如泉湧般直接而完整呈現的，通常會經過許多重複檢視、討論、實做程式碼的經驗後，而逐漸演化與改進的。因此，所謂的設計，其實是一種迭代的過程。

  單次的設計通常無法達到最理想的結果；設計本身就是一個不斷反覆琢磨的程序。使用某個方法解決了問題之後，往往可以對這個問題本身獲得更好、更深入的洞察力，可以使我們學習到解決這個問題，更好、更適切的方法。 所以我們可以說，設計本身是一種啟發探索性 (Heuristic) 的程序，而非決定論 (Deterministic) 的程序。這一點，對於軟體專案來說亦然。

最後，作者提到相當重要的一點，就是必須將各種書中的技術視為工具箱中的工具，然後使用自己的判斷，選出適合進行各項工作的工具。這本書裡討論了很多好的程式實例，但不是意指需要拿來當作嚴格遵行的一組標準；而是使用這本書當作討論的基礎，當作良好程式實例的資料全集，以確認出對自己專案最有利的程式實例。

多數的程式設計書籍，都是教導「如何把程式寫好」，然而卻僅有少之又少的書籍教導「如何寫出好程式」。這不是文字上的把戲，而是根本上的不同立足點。一本普通的 C++ 書籍，會教導讀者虛擬與多型的使用語法；一本優秀的 C++ 書籍，會教導讀者虛擬與多型的使用語意；更深入的書籍，或許會教導讀者虛擬與多型背後的設計思維與實做細節。然而，卻鮮少有書籍教導其合適的使用時機，並且能夠和其他可選擇的做法，做優缺點的比較。

什麼樣的情境下使用 Inheritance 會比 Containment 好？到底應該使用繼承類別以達成 Virtual Function 的效用，還是使用 Function Pointer，還是簡單的 Case-Switch？要傳入單一個物件當作參數，還是傳入多個一般資料型態變數當作參數比較合適？要使用深層的巢狀控制結構，還是使用其他控制結構減少巢狀層數？什麼樣的程式才叫做最佳化？怎麼樣才能有效的運用 80/20 法則於最佳化的程序中？還有更多更多可能你我都曾經在腦袋中一閃而過的疑慮。

如果，這本書不能夠提供一個令所有人滿意而一致認同的解答，至少它能夠成為一個驅動思考的啟發點。

Code Complete 目前也有繁體中文版本囉！書名是軟體建構之道。如果你平時的工作非常忙碌，沒有太多時間可以閱讀書籍，一年只能選擇一本書來讀的話，我誠心誠意百分百推薦這本！即使是在兩年多前就閱讀過這本書，現在偶爾拿出當時所做的筆記與摘錄翻閱，仍然能夠從中獲得不少煥然一新的思考啟發與心得印證，絕對是一本值得一讀再讀的好書！