【譯】Googler如何解決程式設計問題

面向Google程式設計發表於2019-04-10
Go程式設計

本文是Google工程師Steve Merritt的一篇部落格，向大家介紹他自己和身邊的同事解決程式設計問題的方法。

原文地址：blog.usejournal.com/how-a-googl…

在本文中，我將完整的向你介紹一種解決程式設計問題的策略，這個策略是我在日常工作中一直使用的，並且用它來幫助各個等級的程式設計師（包括新手、大學生和實習生）學習和成長。應用這個結構化流程可以最大幅度的減少那令人沮喪的除錯時間，並且能夠在儘可能短的時間內編寫出更加整潔、錯誤率更低的程式碼。

一步步

接下來我將用一個栗子來說明。

問題：有兩個字串sourceString和searchString，返回searchString在sourceString中第一次出現的位置，如果searchString不是sourceString的字串，就返回-1。

第一步：畫下來

當你拿到一個需求，馬上就開始著手寫程式碼是一個非常愚蠢的主意。在寫一篇文章之前，首先要弄清楚論證和論據，並且你要保證論證是有意義的。如果你沒有這麼做的話，當你意識到你所寫的東西前言不搭後語時，你可能會因為浪費了大把的時間而想請自己吃一頓大嘴巴子。程式設計也是一樣的道理，甚至比這還嚴重，嚴重到像洗澡的時候把洗髮水弄進眼睛裡。

問題的解決方法通常很重要，即使它看上去很簡單。在寫程式碼之前，首先要做的就是把這個方法在紙面上呈現出來，並且保證在不同的情況下適用。

所以不找急著寫程式碼，甚至都不要思考如何寫。後面你會有充足的時間去敲程式碼，在這之前，你要把自己當成一臺計算機，弄清楚你這臺計算機會怎麼解決這個問題。

你可以使用流程圖，或者使用其他能幫你具象化的方法，總之我們的目標是解決問題。你可以用紙和筆隨意發揮，不需要收到鍵盤的限制。

我們從一些簡單的情況開始，如果一個方法是“輸入一個字串”，那麼“abc”可以作為第一個例子。首先要搞清楚正確的結果是什麼，然後去想怎麼樣得到正確的結果，並且一步一步的進行。

我們假設輸入的字串是這樣：

sourceString: "abcdyesefgh"
searchString: "yes"
複製程式碼

我的想法是這樣的：

我看到了searchString在sourceString裡，但是我要怎麼做呢？我從sourceString的第一個字元開始，逐字去讀，一直到最後，判斷每一個三個字元是不是yes。比如abc，bcd，cdy等等。當index值為4時，我找到了字串yes，所以我知道結果是index為4。

當我們寫下演算法時，必須要保證我們考慮了所有的情況，並且處理了所有可能的場景。當我們找到匹配的字串時，返回結果。如果找不到匹配的字串，同樣要返回結果。

我們來嘗試另一組字串：

sourceString: "abcdyefg"
searchString: "yes"
複製程式碼

我們重複剛才的操作，當我們讀到下標為4的字元時，找到的字串是yef，這是最接近的結果了，但是第三個字元卻不同，所以我們繼續往後讀，一直到最後，沒有找到匹配的字串，所以我們決定返回-1。

我們確定這一系列步驟（程式設計中，我們稱之為演算法）解決了我們的問題，並且處理了兩種不同的場景，每次都得到了正確的結果。這時，我們就對我們的演算法比較有信心了，並且可以將它形成條目。我們一起來進行下一步：

第二步：用英語寫下來

這裡我們考慮將第一步形成的演算法用英語寫下來。這可以使每一步變得更加具體，以便我們後面寫程式碼的時候有所參考。

  1. 從字串的第一個字元開始
  2. 檢視每一組3個的字元（其實是searchString的長度）
  3. 如果匹配上searchString，就返回當前的index
  4. 如果一直到末尾都沒有找到匹配的字串，就返回-1

看起來很棒，不是嗎

第三步：寫虛擬碼

虛擬碼並不是真正的程式碼，只是一種模擬形式，這裡我寫下上面的演算法的虛擬碼：

for each index in sourceString,
    there are N characters in searchString
    let N chars from index onward be called POSSIBLE_MATCH
    if POSSIBLE_MATCH is equal to searchString, return index
at the end, if we haven't found a match yet, return -1.
複製程式碼

我也可以用一種更接近程式碼的形式來寫：

for each index in sourceString,
    N = searchString.length
    POSSIBLE_MATCH = sourceString[index to index+N]
    if POSSIBLE_MATCH === searchString:
        return index
return -1
複製程式碼

你的虛擬碼寫得有多像真正的程式碼，你就會發現它有多麼好用。

第四步：翻譯可以編碼的內容

注意：對於簡單的問題，這一步可以和上一步合併

到這時我們才第一次需要考慮語法、方法引數和語言規則的問題。可能你不是全部程式碼都會寫，但是沒關係，先把會寫的寫出來。

function findFirstMatch(searchString, sourceString) {
    let length = searchString.length;
    for (let index = 0; index < sourceString.length; index++) {
        let possibleMatch = <the LENGTH chars starting at index i>
        if (possibleMatch === searchString) {
            return index;
        }
    }
    return -1;
}
複製程式碼

注意我留了一部分沒有寫，這是故意的！我不確定JavaScript切分字串的語法要怎麼寫，所以我會在下一步查詢它。

第五步：不要猜測

我發現所有新手程式設計師都會犯一個共同的錯誤，就是從網上找到一個方法，覺得“可能有用”，然後不經過測試就寫進程式碼裡。你不理解的程式碼越多，就越不可能找到正確的方法。

你的程式的錯誤可能是你不瞭解程式碼的兩倍還多。有一處不理解，如果程式出錯，那麼罪魁禍首隻有一處。如果你有兩處不理解，那就有三種可能出錯（A出錯，B出錯，或者A和B都出錯）。如果有三處不理解，就會有七種情況……很快它就失控了。

邊注：程式出錯的情況種類遵循Mersenne公式 a(n) = (2^n) — 1

首先要測試你的新程式碼。從網際網路上找答案是好的，但是在寫進你的程式碼之前，你要先對它進行單獨的測試，確保它能按照你想要的方式執行。

在上一步中，我不確定JavaScript怎麼切分字串，所以我選擇面向Google程式設計

www.google.com/search?q=ho…

第一條結果來自w3schools，有點小過時，但比較可靠

www.w3schools.com/jsref/jsref…

基於此，我覺得我應該使用substr(index, searchString.length)來提取sourceString ，但這只是個假設，所以我要先來測試一下：

>> let testStr = "abcdefghi"
>> let subStr = testStr.substr(3, 4);  // simple, easy usage
>> console.log(subStr);
"defg"
>> subStr = testStr.substr(8, 5);   // ask for more chars than exist
"i"
複製程式碼

現在我確定這個函式是可以用的，如果程式出錯，就不是這個函式不可用導致的。最後我補充上最後的程式碼。

function findFirstMatch(searchString, sourceString) {
    let length = searchString.length;
    for (let index = 0; index < sourceString.length; index++) {
        let possibleMatch = (
            sourceString.substr(index, length));
        if (possibleMatch === searchString) {
            return index;
        }
    }
    return -1;
}
複製程式碼

結論

如果你讀到這裡，我要說的只有：”幹就完了！“

再嘗試處理一下上週遇到的困難，用上我教你的方法，我保證你很快就會有提高。

祝你好運，編碼愉快！

譯者注：個人認為作者還是強調要先想清楚，再動手寫程式碼。而且要學會面向Google程式設計

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