Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста
Шрифт:
Сейбел: Кое-кто из моих собеседников советовал учить разные языки, потому что в них применяются разные подходы к решению задач.
Армстронг: Да, но только если эти языки делают разные вещи. Нет смысла учить несколько языков, делающих одно и то же. Я немало писал на JavaScript, и на Tel, и на Си, и на Прологе — в действительности на Прологе, на Фортране и на Erlang даже очень много. Чуть-чуть на Ruby и на Haskell. Я знаком со всеми языками, но не на всех могу программировать. Хотя я могу писать программы на довольно многих языках.
Сейбел: Но не на C++?
Армстронг: Нет. На C++ я едва могу читать и писать. Не люблю C++; плохо его чувствую, он слишком переусложнен. Мне по душе компактные небольшие языки, а этот большой и громоздкий.
Сейбел:
Армстронг: Пролог. Разумеется, он вырос из Пролога.
Сейбел: Сегодня в нем уже непросто распознать то, что идет от Пролога.
Армстронг: Унификация, сопоставление образцов — все это напрямую идет от Пролога. Как и структуры данных. Синтаксис кортежей и списков слегка различается, но тем не менее очень похож. Еще теория взаимодействующих последовательных процессов Тони Хоара. Я также читал об охраняемых командах Дейкстры. Вот почему я требую, чтобы сопоставление с образцом всегда было явным, не должно быть случая по умолчанию, всегда должна быть ветка с совпадением. Вот основные влияния.
Сейбел: А функциональный облик языка — он откуда?
Армстронг: После внедрения параллелизма в Пролог надо было сделать так, чтобы после какого-нибудь действия не происходил возврат назад. В Прологе можно вызвать что-нибудь и вернуться назад, полностью уничтожая эффект от вызова. Поэтому идея была та, чтобы после команды, скажем «Пуск ракет», они вылетают — ррраз! — и отменить уже нельзя. Чистые Пролог-программы обратимы. Но при взаимодействии с реальным миром все действия совершаются только в одном направлении. Подали команду «Пуск» — ракеты пущены. Подали команду «Зеленый сигнал светофора» — загорается зеленый, и нельзя потом пересмотреть решение, сочтя его плохим.
Итак, у нас есть язык с поддержкой параллельных процессов, и уже внутри них мы имеем самый настоящий Пролог с возвратами и всем прочим. Пролог, в котором там и сям сделаны срезы, чтобы избежать возврата, стал весьма детерминированным.
Сейбел: Где необратимые программы могут посылать сообщения другим процессам?
Армстронг: Да. Но это просто вызов функции, хотя, возможно, и не функции, запускающей ракеты. Это вызов функции, которая вызывает другую, а та — функцию, запускающую ракеты. По этой причине код, который вы создаете, становится все более функциональным, превращаясь в диалект Пролога — функциональное подмножество. А функциональное подмножество можно сделать полноценным функциональным языком.
Сейбел: Erlang сильно отличается от прочих функциональных языков, поскольку в нем есть динамическая типизация. Вы ощущаете свою принадлежность к сообществу функциональных программистов?
Армстронг: Безусловно. На конференциях по функциональному программированию мы спорим, выпячивая расхождения. Мы спорим о «жадных» и «ленивых» вычислениях, о динамической и статической типизации. Но несмотря ни на что, остается центральная идея функционального программирования: х не обозначает место в памяти, это неизменяемое значение. Мы задаем х равным 3, и дальше с этим ничего не сделаешь. Различные функциональные сообщества сходятся на том, что это крайне полезно для понимания программ, для параллелизма, для отладки. Однако есть функциональные языки с динамической типизацией, такие как Erlang, и функциональные языки со статической типизацией. У тех и других свои сильные и слабые стороны.
Было бы здорово, если бы Erlang пользовался преимуществами статической типизации. Возможно, в отдельных местах мы сумеем аннотировать программы так, чтобы типы стали более явными, тогда компилятор сможет порождать типы и генерировать более качественный код.
Сторонники статической типизации говорят: «Мы оцениваем сполна плюсы динамического подхода при маршалинге структур данных». Мы не можем послать любую программу по проводу и воссоздать ее на другом конце — нам нужно знать тип. И вот мы имеем то, что Карделли назвал перманентно неконсистентной системой. Система, которая постоянно растет и меняется, при этом ее части могут быть временно неконсистентными. Если я меняю код, он не ведет себя как неделимый объект. Часть узлов меняются, остальные нет.
Сейбел: Когда-то вы отлаживали чужие программы за пиво. Почему вы считали себя большим специалистом по отладке?
Армстронг: Мне страшно нравилось заниматься отладкой. В какой-то точке программы распечатываешь переменные, что-то еще и смотришь, совпадает ли результат с ожидаемым. В одной точке программа может быть правильной, а в другой — нет. Надо смотреть посередине, потом еще раз посередине и так далее. При условии, что можно воспроизвести ошибку. Невоспроизводимые ошибки с трудом поддаются отладке. Но я сталкивался только с воспроизводимыми. Делишь участок кода пополам каждый раз, пока не найдешь. В конце концов ошибка обнаружится.
Сейбел: Считаете ли вы, что у вас был более систематический подход?
Армстронг: Да, другие попросту сдавались, неясно почему. Я не понимал, почему они не могут отладить. Как вы полагаете, отладка — трудное дело? По-моему, нет. Просто останавливаешь программу и прокручиваешь в замедленном режиме. Я сейчас говорю о пакетном Фортране.
Конечно, если говорить об отладке систем реального времени или программ чистки памяти, то я помню, как однажды «упал» Erlang. Это было в самом начале, сразу после запуска, я сидел и что-то настукивал — и Erlang «упал». У него в оболочку было встроено что-то вроде команд Emacs. Набираешь erl, чтобы запустить его, и оказываешься в REPL [58] . Я набрал четыре-пять символов и сделал орфографическую ошибку. Потом я несколько раз сдвинул курсор назад, исправил, и он «упал» с ошибкой сборки мусора. Я знал, что это была очень, очень серьезная ошибка. Я попытался в точности вспомнить, что я настукивал, — там было около 12 символов — начал сначала, набил их, и все пошло без сбоя. Я сидел часа полтора, пробуя сотню разных штук. И вот снова сбой! Тут я все записал и смог приступить к отладке.
58
REPL (read-eval-print loop) — собирательное название интерактивных сред разработки языков семейства Лисп, Python, Ruby и др. — Прим. науч.ред.
Сейбел: А чем вы пользуетесь? Операторами печати?
Армстронг: Да. Великие боги программирования говорят: «Вставь оператор печати в программу там, где, по-твоему, допущена ошибка, ре-компилируй и запусти».
Еще есть Закон отладки Джо — не помню, вычитал я его где-то или сам придумал. Звучит он так: «Все ошибки будут не дальше трех операторов в ту или другую сторону от места последнего изменения программы». Когда я работал в Шведской космической корпорации, мой начальник там раньше занимался «железом». Мы были вместе с ним в Эсранге на севере Швеции — там площадка для запуска ракет и станция слежения за спутниками. Как-то раз он ломал голову, отлавливая ошибку в оборудовании, подсоединяя осциллографы, что-то меняя. Я спросил: «Может, я могу чем-нибудь помочь?» От ответил: «Нет, Джо, это ведь железо». Тогда я сказал: «Это должно быть как в программах — ошибка недалеко от места последнего изменения». Он подумал и сказал: «Ты гений! Я же поменял конденсатор». Дело в том, что он заменил конденсатор на другой, более крупный. Мой шеф отпаял его, поставил тот, что был вначале, и все заработало. И это верно для всего. Ремонтируешь машину, что-то не так — причина в последнем действии. Всегда вспоминайте, что вы поменяли.
Сейбел: Вы доказывали когда-нибудь корректность своих программ? Импонирует ли вам такой формализм?
Армстронг: И да и нет. Я преобразовывал программы алгебраически, чтобы показать, что они эквивалентны, но никогда не применял доказательство через теоремы как таковое. Помню, когда я читал курс денотационной семантики, то отказался от этой идеи. Было дано упражнение: пусть х = 3иу = 4вх + у; докажите, что схема жадного вычисления, заданная уравнением таким-то, и схема ленивого вычисления, заданная уравнением таким-то, обе приводятся к 7.