编程艺术unix
1. 如何从零开始学编程
在你学习编程之前思考一下你的目标,当你有最终目标时道路会更加的清晰。那么,你想要写什么?网站?游戏?iOS或者Android应用?或是你是想自动化完成一些乏味的任务让你有更多的时间看窗外的风景?也许你只是想更具有就业竞争力找个好工作。所有的这些都是有价值的目标,这些目标都是你编程学习推动力的一部分,没有推动力的人,是无法在略显枯燥的漫长学习之旅中走远的。
不要浮躁
Badprogrammingiseasy.EvenDummiescanlearnitin21days.,meswithit.
不管是在线下还是线上的书店,满目都是《21天学通java》这种速成书目,它们都承诺在很短一段时间内就让你能够学会相关技术。MatthiasFelleisen在他的着作HowtoDesignPrograms,SecondEdition一书中明确指出了这种“速成”的趋势并予以了以上的讽刺。
所谓的“捷径”或者说“银弹”是不存在的,智者说过,精通某个东西需要10年或10000个小时,也就是汉语中的“十年磨一剑”,所以不用着急,功不唐捐。
培养兴趣
ionbythepublic,butbecauseitisfuntoprogram.
_LinusTorvalds
沉醉于编程,编程更是为了兴趣。兴趣是推动力的不竭源泉,保持这种充满兴趣的感觉,以便于你能将其投入到你的10年/10000小时的编程时间中。编程很有趣,那是探索的喜悦。那是创造的喜悦。看到自己亲手完成的作品显示在屏幕上很有趣。有人为你的代码而惊叹很有趣。有人在公共场合称赞你的产品、邻居使用你的产品、以及在媒体上讨论你的产品很有趣。编程应该十分有趣,若并非如此,就找出导致编程无趣的问题,然后解决之。
在这里对于初学者有两个大坑:
如果初学者们只与预先构建好的“发动机和组件”接触(没有理解和思考它们构造的原理),这会严重限制他们在将来构建这些东西的能力,并且在诊断解决问题时无从下手。
第二个坑没有第一个那么明显:幼稚的“整体论”方法有些时候会显得很有效,这有一定的隐蔽性与误导性,但是一两年过后(也许没那么长),当你在学习路上走远时,再想回过头来“补足基础”会有巨大的心理障碍,你得抛弃之前自己狭隘的观念,耐心地缓步前进,这比你初学时学习基础知识困难得多。
但腊敏茄也不能矫枉过正,陷入还原论的大坑,初学时便一心试图做宏大的理论,这样不仅有一切流于理论的危险,枯燥和乏味还会让你失去推动力。这种情况经常发生在计算机科班生身上。
为了更好理解,可以将学习编程类比为学习厨艺:你为了烧得一手好菜买了一些关于菜谱的书,如果你只是想为家人做菜,这会是一个不错的主意,你重复菜谱上的步骤也能做出不赖的菜肴,但是如果你有更大的野心,真的想在朋友面前露一手,做一些独一无二的美味佳肴,甚至成为“大厨”,你必须理解这些菜谱背后大师的想法,理解其中的理论,而不仅仅是一味地实践。但拿猛是如果你每天唯一的工作就是阅读那些厚重的理论书籍,因为缺乏实践,你只会成为一个糟糕的厨子,甚至永远成为不了厨子,因为看了几天书后你就因为枯燥放弃了厨艺的学习。
总之,编程是连接理论与实践的纽带,是计算机科学与计算机应用技术相交融的领域。正确的编程学习方法应该是:通过自顶而下的探索与项目实践,获得编程直觉与推动力;从自底向上的打基础过程中,获得最重要的通用方法并巩固编程思想的理解。
作为初学者,应以后者为主,前者为轮察辅。
启蒙
“学编程应该学哪门语言?”这经常是初学者问的第一个问题,但这是一个错误的问题,你最先考虑的问题应该是“哪些东西构成了编程学习的基础”?
编程知识的金字塔底部有三个关键的部分:
算法思想:例如怎样找出一组数中最大的那个数?首先你得有一个maxSoFar变量,之后对于每个数
语法:我怎样用某种编程语言表达这些算法,让计算机能够理解。
系统基础:为什么while(1)时线程永远无法结束?为什么int*foo(){intx=0;return&x;}是不可行的?
启蒙阶段的初学者若选择c语言作为第一门语言会很困难并且枯燥,这是因为他们被迫要同时学习这三个部分,在能做出东西前要花费很多时间。
因此,为了尽量最小化“语法”与“系统基础”这两部分,建议使用python作为学习的第一门语言,虽然Python对初学者很友好,但这并不意味着它只是一个“玩具”,在大型项目中你也能见到它强大而灵活的身影。熟悉Python后,学习C语言是便是一个不错的选择了:学习C语言会帮助你以靠近底层的视角思考问题,并且在后期帮助你理解操作系统层级的一些原理,如果你只想成为一个普通(平庸)的开发者你可以不学习它。
下面给出了一个可供参考的启蒙阶段导引,完成后你会在头脑中构建起一个整体框架,帮助你进行自顶向下的探索。
完成Codecademy的Python部分。这只是热身部分,尽快完成它,因为你永远只是在浏览器里,你不会学到如何搭建开发环境。在Codecademy这类的编程学习网站学到的那点儿东西,哪怕你只想做一个小的不能再小的项目,你都不知道该从哪儿开始。
完成MIT6.00.1x(中文化)(如果你英语不过关,完成麻省理工学院公开课:计算机科学及编程导论。MOOC是学习编程的一个有效途径。虽然该课程的教学语言为Python,但作为一门优秀的导论课,它强调学习计算机科学领域里的重要概念和范式,而不仅仅是教你特定的语言。如果你不是科班生,这能让你在自学时开阔眼界;课程内容:计算概念,python编程语言,一些简单的数据结构与算法,测试与调试。支线任务:
完成Python核心编程
完成HarvardCS50(如果你英语不过关:完成哈佛大学公开课:计算机科学cs50。同样是导论课,但这门课与MIT的导论课互补。教学语言涉及C,php,JavaScript+SQL,HTML+CSS,内容的广度与深度十分合理,还能够了解到最新的一些科技成果,可以很好激发学习计算机的兴趣。支线任务:
阅读《编码的奥秘》
完成《C语言编程》
[可选]如果你的目标是成为一名Hacker:阅读Hacker'sDelight
PS:如果教育对象还是一个孩子,以下的资源会很有帮助:
5-8岁:TurtleAcademy
8-12岁:PythonforKids
12岁以上:MITScratch或KhanAcademy
入门
结束启蒙阶段后,初学者积累了一定的代码量,对编程也有了一定的了解。这时你可能想去学一门具体的技术,诸如Web开发,Android开发,iOS开发什么的,你可以去尝试做一些尽可能简单的东西,给自己一些正反馈,补充自己的推动力。但记住别深入,这些技术有无数的细节,将来会有时间去学习;同样的,这时候也别过于深入特定的框架和语言,现在是学习计算机科学通用基础知识的时候,不要试图去抄近路直接学你现在想学的东西,这是注定会失败的。
那么入门阶段具体该做些什么呢?这时候你需要做的是反思自己曾经写过的程序,去思考程序为什么(Why)要这样设计?,思考怎样(How)写出更好的程序?试图去探寻理解编程的本质:利用计算机解决问题。
设想:
X=用于思考解决方案的时间,即“解决问题”部分
Y=用于实现代码的时间,即“利用计算机”部分”
编程能力=F(X,Y)(X>Y)
要想提高编程能力,就得优化X,Y与函数F(X,Y),很少有书的内容能同时着重集中在这三点上,但有一本书做到了——(SICP)《计算机程序的构造和解释》,它为你指明了这三个变量的方向。在阅读SICP之前,你也许能通过调用几个函数解决一个简单问题。但阅读完SICP之后,你会学会如何将问题抽象并且分解,从而处理更复杂更庞大的问题,这是编程能力巨大的飞跃,这会在本质上改变你思考问题以及用代码解决问题的方式。此外,SICP的教学语言为Scheme,可以让你初步了解函数式编程。更重要的是,他的语法十分简单,你可以很快学会它,从而把更多的时间用于学习书中的编程思想以及复杂问题的解决之道上。
PeterNorvig曾经写过一篇非常精彩的SICP书评,其中有这样一段:
Touseananalogy,ifSICPwereaboutautomobiles,,howtheyarebuilt,andhowonemightdesignfuel-efficient,safe,.highway,justlikeeveryoneelse.
如果你是文中的前者,阅读SICP将成为你衔接启蒙与入门阶段的关键点
虽然SICP是一本“入门书”,但对于初学者还是有一定的难度,以下是一些十分有用的辅助资源:
):由上文提到的Google研究主管PeterNorvig主讲,教学语言为Python,内容有一定难度。
HowtoDesignPrograms,SecondEdition:HtDP的起点比SICP低,书中的内容循循善诱,对初学者很友好,如果觉得完成SICP过于困难,可以考虑先读一读HtDP。
UCBerkeleySICP授课视频以及SICP的两位作者给Hewlett-Packard公司员工培训时的录像(中文化项目)
ComposingPrograms:一个继承了SICP思想但使用Python作为教学语言的编程导论(其中包含了一些小项目)
SICP解题集:对于书后的习题,作为初学者应尽力并量力完成。
完成了这部分学习后,你会逐步建立起一个自己的程序设计模型,你的脑子里不再是一团乱麻,你会意识到记住库和语法并不会教你如何解决编程问题,接下来要学些什么,在你心里也会明朗了很多。这时候才是真正开始进行项目实践,补充推动力的好时机。
关于项目实践:对于入门阶段的初学者,参与开源项目还为时过早,这时候应该开始一些简单的项目,诸如搭建一个网站并维护它,或是编写一个小游戏再不断进行扩展,如果你自己的想法不明确,MegaProjectList中选取项目。总之,务必在这时拿下你项目实践的第一滴血。
与此同时,别忘了继续打好根基。为了将来的厚积薄发,在下面这几个方面你还要继续做足功课(注意:下面的内容没有绝对意义上的先后顺序):
计算机系统基础
有了之前程序设计的基础后,想更加深入地把握计算机科学的脉络,不妨看看这本书:《深入理解计算机系统》ComputerSystemsAProgrammer'sPerspective。这里点名批评这本书的中译名,其实根本谈不上什么深入啦,这本书只是CMU的“计算机系统导论”的教材而已。CMU的计算机科学专业相对较偏软件,该书就是从一个程序员的视角观察计算机系统,以“程序在计算机中如何执行”为主线,全面阐述计算机系统内部实现的诸多细节。
如果你看书觉得有些枯燥的话,可以跟一门Coursera上的MOOC:TheHardware/SoftwareInterface,这门课的内容是CSAPP的一个子集,但是最经典的实验部分都移植过来了。同时,可以看看TheCProgrammingLanguage,回顾一下C语言的知识。
完成这本书后,你会具备坚实的系统基础,也具有了学习操作系统,编译器,计算机网络等内容的先决条件。当学习更高级的系统内容时,翻阅一下此书的相应章节,同时编程实现其中的例子,一定会对书本上的理论具有更加感性的认识,真正做到经手的代码,从上层设计到底层实现都了然于胸,并能在脑中回放数据在网络->内存->缓存->CPU的流向。
此外,也是时候去接触UNIX哲学了:KISS-KeepitSimple,Stupid.在实践中,这意味着你要开始熟悉命令行界面,配置文件。并且在开发中逐渐脱离之前使用的IDE,学会使用Vim或Emacs(或者最好两者都去尝试)。
阅读《UNIX编程环境》
阅读《UNIX编程艺术》
折腾你的UN*X系统
数据结构与算法基础
如今,很多人认为编程(特别是做web开发)的主要部分就是使用别人的代码,能够用清晰简明的方式表达自己的想法比掌握硬核的数学与算法技巧重要的多,数据结构排序函数二分搜索这不都内置了吗?工作中永远用不到,学算法有啥用啊?这种扛着实用主义大旗的“码农”思想当然不可取。没有扎实的理论背景,遭遇瓶颈是迟早的事。
数据结构和算法是配套的,入门阶段你应该掌握的主要内容应该是:这个问题用什么算法和数据结构能更快解决。这就要求你对常见的数据结构和算法了熟于心,你不一定要敲代码,用纸手写流程是更快的方式。对你不懂的数据结构和算法,你要去搜它主要拿来干嘛的,使用场景是什么。
供你参考的学习资源:
《算法导论》:有人说别把这本书当入门书,这本书本来就不是入门书嘛,虽说书名是IntroctiontoAlgorithms,这只不过是因为作者不想把这本书与其他书搞重名罢了。当然,也不是没办法拿此书入门,读第一遍的时候跳过习题和证明就行了嘛,如果还觉得心虚先看看这本《数据结构与算法分析》
CourseraAlgorithms:DesignandAnalysis[Part1]&[Part2]:Stanford开的算法课,不限定语言,两个部分跟下来算法基础基本就有了;英语没过关的:麻省理工学院公开课:算法导论
入门阶段还要注意培养使用常规算法解决小规模问题的能力,结合前文的SICP部分可以读读这几本书:《编程珠玑》,《程序设计实践》
编程语言基础
.,.Additionally,,
-ThePragmaticProgrammer
此外还要知道,学习第n门编程语言的难度是第(n-1)门的一半,所以尽量去尝试不同的编程语言与编程范式,若你跟寻了前文的指引,你已经接触了:“干净”的脚本语言Python,传统的命令式语言C,以及浪漫的函数式语言Scheme/Racket三个好朋友。但仅仅是接触远远不够,你还需要不断继续加深与他们的友谊,并尝试结交新朋友,美而雅的Ruby小姑娘,Hindley-Milner语言家族的掌中宝Haskell都是不错的选择。但有这么一位你躲不开的,必须得认识的大伙伴—C++,你得做好与他深交的准备:
入门:C++Primer
[可选]进阶:
高效使用:EffectiveC++
深入了解:《深度探索C++对象模型》;C++Templates
研究反思:TheDesignandEvolutionofC++;对于C++这个NecessaryEvil,看这本书可以让你选择是成为守夜人还是守日人。
现实是残酷的,在软件工程领域仍旧充斥着一些狂热者,他们只掌握着一种编程语言,也只想掌握一种语言,他们认为自己掌握的这门语言是最好的,其他异端都是傻X。这种人也不是无药可救,有一种很简单的治疗方法:让他们写一个编译器。要想真正理解编程语言,你必须亲自实现一个。现在是入门阶段,不要求你去上一门编译器课程,但要求你能至少实现一个简单的解释器。
供你参考的学习资源:
《程序设计语言-实践之路》:CMU编程语言原理的教材,程序语言入门书,现在就可以看,会极大扩展你的眼界,拉开你与普通人的差距。
Coursera编程语言MOOC:课堂上你能接触到极端FP(函数式)的SML,中性偏FP的Racket,以及极端OOP(面向对象)的Ruby,并学会问题的FP分解vsOOP分解、ML的模式匹配、Lisp宏、不变性与可变性、解释器的实现原理等,让你在将来学习新语言时更加轻松并写出更好的程序。
:热热身,教你写一个简单的浏览器——其实就是一个javascript和html的解释器,完成后的成品还是很有趣的;接下来,试着完成一个之前在SICP部分提到过的项目:用Python写一个SchemeInterpreter
其他
编程入门阶段比较容易忽视的几点:
学好英语:英语是你获取高质量学习资源的主要工具,但在入门阶段,所看的那些翻译书信息损耗也没那么严重,以你自己情况权衡吧。此外英语的重要性更体现在沟通交流上,LinusTorvalds一个芬兰人,一口流利的英语一直是他招募开发者为linux干活的的法宝,这是你的榜样。
学会提问:学习中肯定会遇到问题,首先应该学会搜索引擎的“高级搜索”,当单靠检索无法解决问题时,去StackOverflow或知乎提问,提问前读读这篇文章:Whathaveyoutried?
不要做一匹独狼:尝试搭建一个像这样简单的个人网站,不要只是一个孤零零的About页面,去学习Markdown与LaTeX,试着在Blog上记录自己的想法,并订阅自己喜欢的编程类博客。推荐几个供你参考:JoelonSoftware,PeterNorvig,CodingHorror
小结
以上的内容你不应该感到惧怕,编程的入门不是几个星期就能完成的小项目。期间你还会遇到无数的困难,当你碰壁时试着尝试“费曼”技巧:将难点分而化之,切成小知识块,再逐个对付,之后通过向别人清楚地解说来检验自己是否真的理解。当然,依旧会有你解决不了的问题,这时候不要强迫自己——很多时候当你之后回过头来再看这个问题时,一切豁然开朗。
此外不要局限与上文提到的那些材料,还有一些值得在入门阶段以及将来的提升阶段反复阅读的书籍。ThePragmaticProgrammer就是这样一本程序员入门书,终极书。有人称这本书为代码小全:从DRY到KISS,从做人到做程序员,这本书教给了你一切,你所需的只是遵循书上的指导。
后记
如果你能设法完成以上的所有任务,恭喜你,你已经真正实现了编程入门。这意味着你在之后更深入的学习中,不会畏惧那些学习新语言的任务,不会畏惧那些“复杂”的API,更不会畏惧学习具体的技术,甚至感觉很容易。当然,为了掌握这些东西你依旧需要大量的练习,腰还是会疼,走路还是会费劲,一口气也上不了5楼。但我能保证你会在思想上有巨大的转变,获得极大的自信,看老师同学和csdn的眼光会变得非常微妙,虽然只是完成了编程入门,但已经成为了程序员精神世界的高富帅。不,我说错了,即使是高富帅也不会有强力精神力,他也会怀疑自己,觉得自己没钱就什么都不是了。但总之,你遵循指南好好看书,那就会体验“会当凌绝顶”的感觉。
首先要想学编程,选一门合适的计算机语言就十分重要了,怎么去选择就显得尤为重要了,这要根据自己的兴趣爱好及每个语言的特性来选择,比如说PHP适合做web开发,易学习,易上手,非常流行的一门计算机语言了,我个人比较推荐php语言。
java可以做web开发,做安卓app开发也用的是java,在学习程度上上可能比php稍微难上手一点,不过也是没问题的,如果对java感兴趣可以尝试一下。
python是目前比较火的一门语言了,比较适合做人工智能领域,另外写网络爬虫类的程序,用python也是非常合适的了,看个人兴趣来选择了。
c,c++,c#这些语言就不推荐给了,特别是c#,已经是比较过时的一门语言了,即使学习好了,也不太适合去找工作,c与c++并不是十分适合初学者来学习,因此也是没必要进行考虑了,还有一些更小众的语言,更是没有必要去考虑,因此关于语言的学习就从上面3种语言去选择一门自己所感兴趣的吧!
研发搭建环境
如果选择好计算机语言,那么接下来就是研发环境的搭建了,因为只有研发环境搭建好了,才可以进行后续的编程工作,比如说PHP,那么就从网络上搜一下如何安装PHP环境,能搜出一些简单的教程,初学者按照教程一步一步来,顶多半天时间就可以把研发环境装好了,如果是java,就需要先安装jdk,进行环境变量的配置等,网上也有相关的教程,也是十分容易的,相信大家只要按照教程来做,都可以很轻易的把研发环境搭建起来的
选好视频和书籍,辅助学习。既然是零基础学习,就需要进行系统的学习,而不是到处网络零基础的知识点进行学习。
代码练习
跟随教程一个一个章节的进行学习,需要注意的一点就是不能只是去看,那样不行,要对每一个章节的知识点要亲自用代码敲一遍,运行一下试试效果才行,这样才能提高自己的动手能力,才开始会觉得有一点生疏,慢慢的就会熟练起来,逐渐会增加编程的兴趣。这个过程就是需要反复的进行练习,大量的代码练习才行。这个过程是5步中最关键的阶段了,重在代码亲自练习,对编程中有的章节不明白的地方,千万不要放过去,可以在网上找一些相关的编程交流群,参加进去,在线上咨询一些过来人,也许就可以轻松帮你解决疑问了,对你的学习十分帮助,并且整个过程也都是免费的。
项目实战
如果说基础教程都按部就班的都实践过一遍了,那么你就有一定的编程的基本功了,那么自己就可以尝试着做一些小项目,把学到的知识给串起来,进入项目实战阶段,比如说自己设计一个学生管理系统,并把它完成,如果不了解怎么设计,可以去网上搜索。慢慢就有思路了。
我也在学习这方面,视频书籍看过不少,最推荐的还是北京尚学堂的学习资料,Java.300集,Python400集,都是很经典的入门基础教程,而且是结合项目学习的,很有意思,干货满满,还都是免费的,推荐你可以去看看,相信可以带你走进变成的世界。
从零开始学编程,第一关就是要选择你所要学习的编程语言。面对着琳琅满目的编程语言,初学者常常一筹莫展,拿不定主意,不知该选哪
2. UNIX编程艺术的介绍
本书写作了五年之久,作者将UNIX三十年中未见纸端的艰难胜利的软件工程智慧融入文字,使UNIX家族成为最好最具创新软件的哲学、设计模式、工具、文化和传统,Raymond将之第一次带给我们,并向我们展示它们如何影响着当今的Linux和开源运动。通过大量来自顶尖项目的实例,你将学会如何运用这些智慧经验来建造更优雅、更可移植、更加好用和更加长久的软件。
3. 你好:如果想要读懂《Unix高级环境编程》和《Unix网络编程卷1,套接字》
这些书我都读过了,全是买的实体书
高级环境编程和两本网络编程其实是相辅相成的
如果想在linux下发展,鸟哥基础篇最好看看,很好
这些学习的前提是要有一定的c语言基础
在学习网络编程时,可以顺便参考一下《tcp/ip详解.卷1》
其实头三本书,已经非常不错了,如果可以认真学完,水平也算可以了,就是要实践来弥补不足了
建议:不要贪多,更不要放弃,切记切记
4. 小白,想入门程序员,应该从什么开始学,顺序是什么
首选是选择一门合适的语言,比如说:Python、Java、C、C++、GO语言等;其次,选择合适的学习方式,比如培训,周末班、脱产班还是网络班。
【程序员的初学者入门的方法】如下:
1、明确编程的本质。
2、 必要的辅助工具与技能。
(1)学会使用git指令和github;
(2)挑选一款合适的IDE会使编程体验和效率大大提升,IDE即集成开发环境,是用于提供程序开发环境的应用程序;
(3)明确学习的方向,不同的划分标准下有不同的开发方向,如按编程语言划分有JAVA,Python,C/C++, Javascript,Ruby,PHP,etc;
3、选择合适的学习方式与方法。
(1)学好所有相关的专业课程,无论它多么枯燥乏味;
(2)不要质疑老师让你阅读代码、抄写代码的意义。
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5. UNIX编程艺术的序
Unix is not so much an operating system as an oral history.
与其说Unix是个操作系统,不如说是一部口述历史。
——Neal Stephenson
知识和专能差异巨大,凭借知识可以推断出该做什么,而专能让你甚至在无意之间,条件反射似的把事情做好。
这本书确实有关“知识”,但更着眼于“专能”。你将学到那些Unix专家们都不自知的Unix开发知识。少一点技术,多一些共享文化:显见和隐微的,直观和潜流的——这是本书和大多数Unix书籍不同的地方——不止于方法,更重乎理念。
理念于实用大有裨益,有太多设计不良的软件:体积臃肿,难于维护、移植和扩展——这些都是蹩脚设计的症候。我们希望本书的读者能品出什么是Unix所教示的良好设计。
本书分为四部分:场景、设计、工具和社群。第一部分(场景)涉及哲学和历史,为后续内容埋下伏笔。第二部分(设计)将Unix哲学的原理细分为有关设计与实现的、更专门的建议。第三部分(工具)着眼于Unix所提供的工具,可助你解决问题。第四部分(社群)则讲述人与人之间的事务与约定,而这正是Unix文化拥有高效能的原因。
这本书是关于共享文化的,我从未想象过独自完成它。你会发现正剧中包含数位Unix资深专家的客串演出,正是这些人塑造了Unix的习俗。本书曾有过公开大范围的审阅过程,这期间我邀请这些明星人士对书稿进行评审与研论。这些意见没有湮没在本书定稿中,而你可以在书中聆听到他们的真实声音:无论是为本书呐喊助阵、还是摇头反对。
本书中用到人称“我们”时,我并不是虚张声势,仅以此说明这是整个社群都清楚明了的事实。
因为本书着力传递文化,因此加入了很多野史和坊间传说,这在技术书中并不多见。希望你喜欢,这些东西其实是Unix程序员的教养。须弥不重,芥子不轻。我们希望以这种方式更好地讲述故事。了解Unix的由来和变迁,会培养你对Unix风格的直觉。
同样地,基于此,我们不打算使用回述历史的腔调。你会发现本书参考了众多时下信息。我们不希望给你一种错觉:书里说的都是亘古不变的终极真理。参考时下的信息这一做法,也提醒读者,三十年河东,三十年河西,眼前所见,也许过不了多久就会过时,而需要重新检省。
另外,本书不是C教程,不是Unix命令和API的手册,不是sed/yacc/Perl/Python的语言参考,也不是网络编程入门,更不是巨细靡遗的令人费解的X指南。本书也不打算带你巡游Unix内幕和体系。有很多其它的好书涵盖这些领域,本书会在适当的时候告诉你该看哪些。
在这些技术细节外,Unix文化有一个未见诸笔端的行工传统,以熟练工的考量,它已经有几百万人年的发展 。本书即立足于这样一个信念:领会此传统,并将它的设计手法应用到手边,你将成为更好的程序员和设计师。
构成文化的是人,一直以来,获知文化的方式大约是口口相传、潜移默化。本书不打算取代人际的文化传播,但可以促进这一过程,使你能俯耳倾听他人的心声。
谁应该看这本书
如果你是个Unix编程老手,经常教导菜鸟,或者与人进行操作系统论战时无法阐明使用Unix方案所带来的好处时,可以看看这本书。
如果你是个C、C++或者Java程序员,有其它操作系统的开发经验,现在轮到你开展一个Unix项目时,可以看看这本书。
如果你是个初级或者中级水平的Unix用户,但是没什么开发经验,想学习在Unix下如何高效地设计软件时,可以看看这本书。
如果你不在Unix下编程却发觉Unix的传统给你带来某种启迪,那你就对了,Unix哲学适用于其它的操作系统。因此我们会花比其它Unix书籍更多的篇幅关注非Unix环境(特别是微软的操作系统);当所用到工具或者案例可用于其它操作系统时,我们会告诉你。
如果你是一个系统架构师,正为通用市场或垂直应用准备平台方案或实现策略时可以看看这本书。本书将帮助你了解Unix作为开发平台的强大功能,以及开放源码这个Unix的传统所带来的开发方式。
如果你想学到C编程的细节或者想知道怎么用Unix内核API,本书可能不适合你。Advanced Programming in theUnix Environment [Stevens92]是探究Unix API的经典名着;The Practice of Programming [Kernighan-Pike99]是每个C程序员的必读书目(任何语言的程序员都该看看这本书)。
如何使用这本书
这本书既重实践,更富理念;既包含警世格言,又不忘检点Unix开发中的特殊案例。在每个警句前后,都有生动实例阐明其由来,这些例子绝不来自小儿科式的示例程序,而均出自真实世界满眼所见的运行代码。
我们着力避免以大量代码或者规范文件来胡乱凑数,当然这么做会让本书的写作轻松许多(某些地方或许读起来也更轻松)。绝大多数编程书籍只授你以鱼,而本书避免这种做法,力求培养读者“探求事情何以如此”的感知力。
正由于此,本书会时常请你阅读代码与规范文档,它们中极少量的内容会附在书中,其余部分我们会在举例时告诉你如何从网上获取。
从这些范例中汲取养分,将有助你将所学原则消化变为疱丁之技。如果你能就着一部跑在Unix系统上的网页浏览器来读书,是再理想不过的了。任何Unix系统都适合,但是我们将要研究的案例大多都会预装在、或者可以从Linux系统上获得,书中会提示请你浏览或亲身感受它们。这些提示通常是按部就班的,跑开玩一会儿并不会打散整个讲述过程的连续性。
注意:我们虽力求,但无法给你打保票,声称我们所引用的URLs稳定可用。如果你发现某个引用连接已陈旧过时,来点常识,用你喜爱的搜索引擎来个短语搜索。如有可能,我们会在所引用的URLs附近给出如何搜索的提示。
大多数缩写形式会在首次出现时伴随其全称。为方便起见,我们在附录中提供了名词对照表。
交叉索引通常以作者名字为主导词。带编号的脚注是那些可能会扰乱你阅读正文,或者是易变的URLs;也可能是旁征博引的战争故事或者笑话 。
为了使这本书不至于让非技术人员太过难读,我们邀请了一些非程序员试读,并指出一些晦涩但起贯穿作用的词汇。我们把那些编程老手不太会需要的名词解释也放在脚注中。
相关引文
一些Unix早期拓荒者的着名论文和书籍,比如Kernighan和Pike的《The Unix Programming Environment》[Kernighan-Pike84]就是其中佼佼者,被世人尊为圭臬。而今看来此书廉颇老矣,它没提到Internet、万维网以及诸如Perl、Tcl和Python这些解释型语言的新秀。
写作本书的中途我们借鉴了Mike Gancarz的《The Unix Philosophy》[Gancarz]。这本书在它的覆盖范围内极其优秀,但是我们觉得需要更多内容才能反映出事情的全貌。尽管如此我们仍对此书作者心存感激,他愈发使我们知道最简单的Unix设计手法就是最持久耐用的。
《The Pragmatic Programmer》[Hunt-Thomas]是一本关于良好设计的书,文风机智诙谐,它与本书相比,倾向于软件设计工艺的另一个层面(更注重编码,而少着墨于高层面的问题划分)。作者的哲学是其Unix领域耕耘的成果,也是本书内容极好的补充。
《The Practice of Programming》[Kernighan-Pike99]包含了一些与《The Pragmatic Programmer》共通的内容,但更钻入Unix传统的深处。
最后(明知道会激怒你),我们推荐《Zen Flesh, Zen Bones》[Reps-Senzaki],一部重要的佛教禅宗本源的合集。对禅的引用书目遍布全书。我们将这些书目包含进来,是因为禅为表达某种想法提供了丰富的语汇,而在软件设计中却很难烂熟于心。信奉宗教的读者,请您不要把禅当成宗教,它是一种心灵鸡汤似的东西,纯净而没有神灵的干扰——此即是禅。
本书的习俗约定
术语“UNIX”技术上和法律上讲,是The Open Group的商标,并且应该仅限于那些通过The Open Group严格的“符合标准”认证的操作系统。本书中我们使用其较宽松的定义,即大多数程序员所指的,Bell实验室Unix代码的后裔或旁支。在这个意义下,Linux(大多数例子都举自它)也算是一种Unix。
本书也使用了Unix手册页(manual page)的传统,即以括号括起来的手册节号来标记Unix设施。通常用于强调一个Unix命令首次出现。比如“munger(1)”可解读为“munger程序加入存在于你的系统中,其文档位于Unix手册页的第1节”。第2节是C的系统调用,第3节是C的库函数调用,第5节是文件格式与协议,第8节是系统管理工具。其它节号本书未曾用到,其定义在各个Unix系统各有不同。在你的Unix外壳提示符下输入man 1 man(老式的System VUnix系统可能要输入man -s 1 man)以获得更多信息。
有时我们会提及某个Unix程序(比如Emacs),后面没有手册节号而且首字母大写。这意味这个名字代表一族Unix程序,其基本功能相同,而我们将讨论其通用特性。比如Emacs,就包含了xemacs。
本书很多地方我们同时给出了老式(old school)和新式(new school)解法。new-school和rap音乐一样,开始于1990年前后。在这个含义下,我们往往把它与脚本语言、图形用户界面、开放源码的Unix和万维网联系起来。Old-school指代1990年以前(特别是1985年以前)的世界:昂贵的共用计算机、专属的Unix,shell脚本和无所不在的C。值得指出这些差异,机器越来越便宜,内存多了起来,这些有如暗流,渐渐影响着Unix编程的风格。
所用案例
很多编程书籍为证明某一观点而特地造出一个范例,你手中这本书不这么干。我们的案例研究均来自真实世界,在生产环境中工作已久。下面是一些主要案例:
cdrtools/xcdroast
这两个独立的项目通常被一并使用。cdrtools是一组刻盘工具(用关键字“cdrtools”可以在网上找到)。xcdroast是cdrtools的图型界面前端,其项目网站。
fetchmail
fetchmail用于从远程邮件服务器上收信,支持POP3和IMAP邮箱协议。其主页为,也可以用关键字“fetchmail”从网上找到。
GIMP
GIMP(GNU Image Manipulation Program,GNU图像处理程序)是一个全特性的绘画和图像处理程序,可对多种图像格式进行复杂处理。其源码可从GIMP主页获得(也可以通过关键字“GIMP”从网上搜到)。
mutt
mutt邮件客户端是目前各类基于文本的邮件客户端程序中的翘楚,提供对MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions)、个人隐私辅助程序,如PGP(Pretty Good Privacy)和GPG(GNU Privacy Guard)等特性的绝佳支持。其源码和二进制可执行文件可以从Mutt项目主页获得。
xmlto
xmlto可将DocBook和其它XML文档以多种格式渲染输出,包括HTML、纯文本和PostScript。其源码和文档可在xmlto主页获得。
为了将读者理解本书例子所要阅读的代码量降低到最小程度,我们尽量挑选那些可重复使用、并能体现多种不同设计原理和设计实践的案例。出于同样原因,很多示例来自于我本人的项目。我没想说这些例子最为恰当,只是我觉得它们对阐述我的观点非常有用。
作者致谢
各位客串贡献者(Ken Arnold, Steven M. Bellovin, Stuart Feldman, Jim Gettys, Steve Johnson, Brian Kernighan, David Korn, Mike Lesk, Doug McIlroy, Marshall Kirk McKusick, Keith Packard, Henry Spencer, 和Ken Thompson)为本书增添极大价值。特别是Doug McIlroy,给予本书恪尽职责、鞭辟入里的评注的同时,也展现了他早在30年前管理最原始的Unix研究组时鞠躬尽瘁的高风亮节。
我要对Rob Landley和我的妻子Catherine Raymond致以特别感谢,他们都不厌其烦地逐行对本书手稿进行审阅。Rob的深富洞察力的细致评述激励我在最终稿中加入了一整章内容,他为本书的组织结构与取材范围奉献极多。如果把他所给予的改进意见落在笔端,那他无愧于本书的合着者。Cathy代表读者中非技术人员的一群,如果那些非程序员读者觉得本书并不难读,那全是她的功劳。
写作的五年间,本书从不少人的讨论意见中获益良多。Mark M. Miller使我对线程有了更深的认识。John Cowan教给我不少接口设计方式,并起草了wily和VM/CMS的学习案例。Jef Raskin告诉我Rule of Least Surprise的由来。UIUC System Architecture Group对前几章给出的反馈弥足珍贵,What Unix Gets Wrong和Flexibility in Depth两节是他们直接激励的结果。Russell J. Nelson提供了Bernstein chaining的素材。第3章中MVS学习案例大部分的材料来自Jay Maynard。Les Hatton对语言一章给出很多有益建议,并促使我写成第4章中Optimal Mole Size的部分内容。David A. Wheeler贡献了很多发人深省的批评,以及一些学习案例(特别是在设计部分中)的素材。Russ Cox帮助我进行了Plan 9的调查。Dennis Ritchie纠正了我的一些错误的C历史观念。
成百上千的Unix程序员,人数太多以至于无法在此列出他们的名字,在2003年1月到6月间的公开审阅过程间给了我建议和评论。开放的同级复审这一过程让我觉得紧张刺激而回报极多。当然,任何最终书稿中残留的错误都是我自己的责任。
“把事情说透”的风格,以及其它一些考虑因素,是受到了“设计模式运动”的影响;说实话,我对到处堆砌Unix设计模式这种做法深不以为然。我对此运动的中心教条不敢苟同,并且没觉得把设计模式严格付诸实用有什么必要,也不想背上这种思想的包袱。尽管如此,我的行事方法仍然受到Christopher Alexander成果 (特别是《Timeless Way of Building》和《A Pattern Language》两文)的影响。Gang of Four和他们的信徒为我展示了如何用Alexander的思想,站在较高层面上,抛去含混不清的对设计通则的空话,来谈论软件设计,这一点我心存感激,永志不忘。对设计模式有兴趣的读者可以看看这本书《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software [GangOfFour]》。
本书标题毫无疑问是借鉴了Donald Knuth的《The Art of Computer Programming》一书的书名。Knuth和Unix传统文化没什么联系,但他影响了我们每一个人。
有先见之明和丰富想象力的编辑并不多,好在Mark Taub就是一个,他从并不看好的项目中发现了闪光点,并极富技巧地促成了这本书的写作。文字编辑中,文笔好而又能帮助别人提高文笔的就更少了,所幸Mary Lou Nohr是其中之一。Jerry Votta的封面设计领会了我的意图,而且做得比我的想象还要漂亮。Addison-Wesley的编辑们让审稿和出版这一过程不再枯燥无味,我天生怕被人管,但是他们仍然极力配合我,使得文字、版面、图片和市场工作都达到极高水准。