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程序员入伙书——程序在干什么?

程序员是写程序的,程序是干什么的?

我的独门总结:形形色色的程序,大到组成整个操作系统或者办公软件,小到打印一个九九乘法表,它们都有三个共同的功能块:

  • 计算
  • 流程控制
  • 输入输出

计算,不但是数学运算,也包括对语言文字信息的分析,判断异同、比较大小,都属于“计算”的范畴。如果没有计算,如果所有的数据、信息都不需要处理,我们要计算机做什么?当打字机使么?

流程控制,包括条件判断、循环、跳转。通过使用流程控制,我们可以写很短的程序,让计算机重重复复地执行成千上万的步骤,并且花样繁多。计算机虽然不会思考,但它们做明确具体的事情时还是比人速度快、而且重复性好。你让计算机做两个数相除,做一亿次的结果都是一样的,且它也不喊累。可让人来做的话,首先就是慢,也可能做错,做十次会不耐烦,做五百次会精神崩溃。小时候被老师罚抄作业十遍的同学,请自行默默回忆童年时的阴影。

输入:键盘、鼠标指令,从网络上接收服务请求,或者从硬盘读个图片……把外部设备上的电信号吸纳进计算机的过程,都算是输入。输出:在屏幕上显示一张图片、一些文字,往U盘上拷东西,播放音乐或视频……把计算机心里想明白的事情说出来的过程,这些都是输出。如果程序没有输入,那么它每次的运算都是从已知的、固定的条件开始,结果会单调得让人厌烦。学编程的时候,看到一群老年大专生用BASIC语言打印熊猫,以为自己在编程,心里的怜悯油然而生。如果程序没有输出,计算机有电没电的区别就不太大了,当然,冬天屋里冷的时候,多开个电器,确实可以更暖和一些。

可以说,所有的程序做的事情不外乎这三个概念。你打开网络浏览器,IE也好,FireFox也罢,你输入一个网址,按回车键,它就向网络端口上输出一个请求,向那个网址要网页,要来的网页从网络端口输入进来,浏览器反复判断每个传进来的数据流,看它们是图片还是一般文字,如果是图片,还需要做些解码工作计算摆放它们的位置,显示在窗口上。在这个回合里,计算、流程控制、输入输出都是齐全的。除了这三样,确实也没有其它的操作了。

说了这么多,我来演示三个例子吧。

第一个例子,是算从1加到100的总和,传说高斯用很聪明的办法搞定了这道题,我们来看看很笨很死脑筋、却擅长做高速计算的计算机是怎么做的。打开Python的窗口(说啥呢?),输入(虽然可以拷贝粘贴,但我更希望你亲自敲一遍):

total = 0
for i in range(1, 101):
	total = total + i
	# 请在这里多敲一两次回车(Enter)键,以使Python显示>>>提示符
print(total)

打字时请注意,Python对每行的缩进要求很严格,因为它认为这是表达程序结构的一部分,所以一定要按照这个例子里来敲。敲完最后一行“print(total)”,如果你看到了5050,就知道自己做对了。
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