Искусство программирования для Unix - Эрик Реймонд

Рост популярности GUI-интерфейсов (начиная с 1984 года) имел неудачное последствие: они затмили достоинства CLI-интерфейсов. Конструкция потребительского программного обеспечения, в частности, стала в большой степени склоняться к GUI-интерфейсам. Несмотря на то, что это удобно для начинающих и случайных пользователей, которые составляют большую часть потребительского рынка, это также несет в себе скрытые затраты для более опытных пользователей, по мере того как они сталкиваются с ограничениями выразительности GUI-интерфейсов. Такие затраты неуклонно увеличиваются по мере того, как пользователи принимаются за решение более сложных проблем. Большая часть затрат связана с тем, что GUI-интерфейсы просто вообще не могут использоваться в сценариях — каждая операция взаимодействия с ними должна инициироваться пользователем.

Гентнер и Нильсен ярко обобщили данный компромисс в статье "The Anti-Mac Interface" [28]: "[Визуальные интерфейсы] хорошо подходят для простых действий с небольшим количеством объектов, но по мере того как количество действий или объектов растет, непосредственное управление быстро становится повторяющейся, монотонной работой. Темная сторона интерфейса непосредственного управления заключается в том, что пользователю приходится управлять всем. Вместо руководителя, раздающего высокоуровневые инструкции, пользователь понижается до рабочего конвейера, который должен выполнять одно и то же задание снова и снова". Знаменитый писатель-фантаст Нил Стефенсон (Neal Stephenson) выразил то же мнение не так явно, но более увлекательно в своем ярком и обобщенном очерке "In the Beginning Was the Command Line" [79].

Подход к данной проблеме типичных представителей старой Unix-школы является значительно менее теоретическим.

Коммерческий мир, как правило, стремится к моде новичков, потому что (а) решения о покупках часто принимаются на основе тридцатисекундного пробного использования и (b) необходимость поддержки пользователей при этом сводится к минимуму, поскольку им предоставляется упрощенный до абсурда GUI-интерфейс. Я нахожу многие не-Unix-системы очень неудобными, поскольку, например, они не предоставляют способа выполнять какие-либо действия с сотней или тысячей файлов; я хочу написать сценарий, но он не поддерживается. Основная проблема таких систем заключается в предположении, что все пользователи постоянно остаются начинающими, и, следовательно, они отвергают Unix, поскольку она в данную модель не вписывается.

Майк Леск.

Для того чтобы обеспечить программе долгую жизнь, чтобы программа могла обслуживать как начинающих, так и опытных пользователей, взаимодействовать с другими компьютерными программами, и независимо от того, является ли предметная область естественно визуальной, важна поддержка обоих видов интерфейсов как CLI-, так и визуальных. История Unix свидетельствует о том, что данная система хорошо подходит для удовлетворения обеих групп потребностей. После представления показательного учебного примера далее в настоящей главе рассматриваются характерные модели проектирования, которые развились в Unix для удовлетворения данных потребностей.

11.4.1. Учебный пример: два способа написания программы калькулятора

Для того чтобы более конкретно изучить преимущества и недостатки GUI- и CLI-интерфейсов, рассмотрим, как данные стили можно полезно применить в конструкции простой интерактивной программы: настольного калькулятора. В качестве примеров для контраста используются утилиты dc(1)/bc(1) и xcalc(1).

Первоначально программой настольного калькулятора в Unix, впервые распространявшегося с Version 7, была утилита dc(1) — калькулятор с обратной польской нотацией, который мог выполнять арифметические вычисления с неограниченной точностью. Позднее над утилитой dc(1) был реализован язык алгебраического (с инфиксной нотацией) калькулятора, bc(1) (взаимосвязь данных программ рассматривалась в качестве учебного примера в главе 7, а затем в главе 8). В обеих программах используется CLI-интерфейс. Пользователь вводит выражение на стандартный ввод и нажимает клавишу Enter, после чего значение выражения печатается на стандартный вывод.

С другой стороны, программа xcalc(1) визуально имитирует простой калькулятор с кнопками и дисплеем обычного калькулятора.

Подход, примененный в xcalc(1), проще описать, так как он имитирует интерфейс, с которым знакомы начинающие пользователи. Действительно, в справочном руководстве сказано: "Цифровые клавиши, клавиши +/-, +, -, *, / и = выполняют в точности те функции, которые от них можно ожидать". Все возможности программы передаются надписями на визуальных клавишах. В данном случае соблюдается правило наименьшей неожиданности в строжайшей его форме, а для редких и начинающих пользователей, которым никогда не понадобится читать справочное руководство по использованию данной программы, это представляется реальным преимуществом.

Рис. 11.1. Графический интерфейс программы xcalc

Однако xcalc также наследует почти полную непрозрачность обычного калькулятора. При расчете сложного выражения невозможно просмотреть и проверить нажатия клавиш, что может оказаться проблемой, если пользователь, например, неверно поставит десятичную точку в выражении, подобном (2.51 + 4.6) * 0.3. В программе не предусмотрено сохранение истории команд, поэтому проверить ввод выражения невозможно. Пользователь получит результат, однако он не будет соответствовать запланированным вычислениям.

Иначе обстоит дело с программами dc(1) и bc(1). Пользователь может исправлять ошибки в выражении по мере его создания. Интерфейс данных программ более прозрачен, поскольку пользователь может просмотреть выполняемые вычисления на каждой стадии. Интерфейс более выразителен, так как интерпретатор dc/bc, не будучи ограниченным подходящей визуальной моделью калькулятора, может включать в себя гораздо более широкий ассортимент функций (и такие средства, как условные переходы, хранимые переменные и циклы). Следствием данных преимуществ, естественно, является большая мнемоническая нагрузка.

Лаконичность в данном случае — это случайная характеристика. Пользователь, хорошо владеющий навыками машинописи, сочтет CLI-интерфейс более лаконичным, тогда как для не владеющего машинописью пользователя, возможно, будет быстрее выбирать и нажимать клавиши в GUI-интерфейсе. Возможность использования в сценариях совсем не случайна. Комбинацию dc/bc можно легко использовать в качестве фильтра, a xcalc вообще невозможно задействовать в сценарии.

Компромисс между простотой для начинающих и полезностью для опытных пользователей в данном случае весьма очевиден. Для нерегулярного использования в ситуациях, когда не трудно проверить ошибку вычисления в уме, более применима программа xcalc. В более сложных вычислениях, где этапы должны быть не только корректными, но их корректность должна быть видимой, или в которых значения более удобно вычисляются другой программой, выигрывает комбинация dc/bc.

11.5. Прозрачность, выразительность и возможность конфигурирования

Unix-программисты унаследовали сильную склонность к созданию выразительных и конфигурируемых интерфейсов. Как и остальные программисты, они думают о том, как привести разрабатываемые интерфейсы в соответствие с требованиями целевой аудитории. Однако они иначе решают вопрос неопределенности целевой аудитории. Разработчики программного обеспечения, главным образом сталкивающиеся с клиентскими операционными системами, обычно склоняются к созданию простых интерфейсов. Они предпочитают жертвовать выразительностью ради простоты. Unix- программисты обычно склонны создавать выразительные и прозрачные интерфейсы и для достижения данных качеств скорее готовы пожертвовать простотой.

Результаты этого часто описываются как интерфейсы, созданные "программистами для программистов". Однако это значительно упрощает проблему. Когда Unix-программист делает выбор в пользу возможности конфигурирования и выразительности вместо простоты, он не обязательно считает свою аудиторию состоящей исключительно из других программистов. Скорее он поступает так инстинктивно, из-за отсутствия знаний о целях конечных пользователей он выбирает наилучший путь — не опекать пользователей и не предугадывать их действия.

Недостатком данной позиции (родственной подходу "механизм, а не политика") является склонность предполагать, что когда высококонфигурируемый и выразительный интерфейс создан, то работа окончена, даже если для кого-либо другого результат почти невозможно использовать без длительного обучения. Обратной стороной конфигурируемости является неотложная потребность в хороших стандартных установках и простом способе устанавливать все настройки в стандартные значения. Обратной стороной выразительности является потребность в руководстве, в самой программе или в документации, где указано, с чего необходимо начинать и как добиваться наиболее распространенных результатов.