Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста - Сейбел Питер

Армстронг: Я люблю программировать, так почему бы и нет? Я всегда говорил, что Erlang не годится для обработки изображений, — я и не пробовал делать в нем это. Наверное, ничего не выйдет, хотя кто знает? Надо попробовать. Хм, занятно. Не искушайте меня.

По-настоящему хороший программист много программирует. Исключений я не встречал. Если я не программирую два-три дня, то ощущаю зуд. И потом, чем больше делаешь, тем быстрее работаешь. Побочный эффект написания всяких дополнительных программ в том, что рутинные вещи начинают выполняться намного быстрее.

Сейбел: Вы делали что-нибудь специально для улучшения своих программистских навыков?

Армстронг: Да нет. Я изучал незнакомые мне языки, но вовсе не с целью совершенствоваться в программировании. Может быть, с целью улучшить навыки проектирования языков.

Мне нравится разбираться в том, как все работает. Хороший способ проверки — реализовывать все самому. Для меня программирование — это не ввод кода в машину, это процесс понимания. Программирование есть понимание. Я люблю понимать, как все устроено. Почему бы мне не реализовать программу для JPEG, о которой мы говорили? Ведь мне нравится разбираться в вейвлет-преобразованиях. А программирование как раз позволяет в них разобраться. Зачем я создаю интерфейс для X Windows? Чтобы разобраться, как работает Х-протокол.

Реализация чего-нибудь — сильный мотивирующий фактор. Рекомендую всем. Хотите понять Си — напишите для него компилятор. Хотите понять Лисп — напишите для него компилятор или интерпретатор. Некоторые говорят: «Компилятор — это же так трудно». Совсем нет. Это легко. Есть масса мелочей, которые не трудны и которые нужно освоить. Надо разбираться в структурах данных. Надо разбираться в хеш-таблицах и в парсинге. В генерировании кода. В техниках интерпретации. Каждый из этих предметов не особенно сложен. Начинающие думают, что это все большие и сложные темы, и поэтому к ним не подступают. Все, что вы не делаете, трудно, все, что вы уже сделали, легко. Люди даже не пытаются ничего делать, и я думаю, это ошибка.

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: Какие языки повлияли на структуру Erlang?

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. Они общаются друг с другом — ведь в какие-то периоды времени они консистентны. А когда мы переходим через коммуникационную границу, как определить, что она проведена правильно? Тут надо кое-что проверять.

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.