如何像程式設計師一樣思考 - 解決問題的經驗與教訓

AdolphLWQ發表於2019-01-15
程式設計師

如果你對程式設計感興趣，你可能看過這句話：

“這個國家的每個人都應該學習計算機程式設計，因為它會教你思考。” -  Steve Jobs

你很可能想知道這句話是什麼意思？以及如何做到？本質上講，這句話是關於更高效解決問題的方法。

在這篇文章中，我的目標是教會你這種方法。讀完本文，你將明確知道要採取哪些步驟來成為更好的問題解決者。

為什麼這很重要？

解決問題是元技能。

我們都面臨問題。大的和小的。有時，我們處理它們的方式，呃......很隨意。

你需要有一個系統方法，這可能是你“解決”問題的方式（我開始程式設計時就是這麼做的）： 1. 嘗試一個方案。 2. 如果這不起作用，請嘗試另一個。 3. 如果還不起作用，請重複步驟2直到解決。

可能你運氣好解決了問題。但這是最糟糕方法！浪費大量的時間。

最佳方法是：a）有一個框架， b）練習掌握這個框架。

“幾乎所有僱主都優先考慮解決問題的技能。

相比程式語言的熟練程度、除錯和系統設計，解決問題的技能幾乎是僱主尋求的最重要的技能。

展示計算思維或將大型、複雜問題拆分的能力與工作所需的基線技能一樣有價值（如果不是更多）。” - Hacker Rank（2018年開發人員技能報告）

擁有一個框架

為了找到合適的框架，我參考了Tim Ferriss關於學習的書《The 4-Hour Chef》中的建議。

這讓我採訪了兩個人，他們非常令人印象深刻：C.Jordan Ball（在Coderbyte的65000多名使用者中排名第一或第二）和V.Anton Spraul（《像程式設計師一樣思考：解決創造性問題導論》一書的作者“）。

我問他們同樣的問題，猜猜結果如何？ 他們的回答非常相似！

很快，你也會認識他們。

旁註：這並不意味著他們對待每件事都用同樣的方式。每個人都是不同的，你也和大家不一樣。但是如果你遵從我們都認可的原則，你會更快進步。

“我看到新程式設計師犯下的最大錯誤就是專注於學習語法，而不是學習如何解決問題。” - V.Anton Spraul

那麼，當遇到新問題你該應該怎麼做？

下面是步驟：

1. 理解你的問題

明確被問的問題是什麼。大多數問題很難是因為你不理解它們（因此這是第一步）。

如何確定你理解了問題？當你能用簡單的語言準確描述它，你就理解了這個問題了。

你還記得曾經被困在一個問題上，你嘗試描述它，卻立即發現之前沒有考慮到的邏輯漏洞？

大多數程式設計師都知道這種感覺。

這就是為什麼你應該寫下你的問題、畫畫塗鴉，或告訴別人你的問題（或者有些人使用橡皮鴨除錯法）。

“如果你不能用簡單的術語來解釋某事，那你還沒理解它。” - Richard Feynman

2. 做好計劃

沒有計劃前就不要開始解決問題。你需要計劃你的解決方案。

如果你不能寫下明確的步驟，別人就沒法幫你。

在程式設計中，這意味著不要立即開始hacking。給大腦時間來分析問題和處理資訊。

要想獲得一個好的計劃，請回答這個問題：“給定輸入X，返回輸出Y所需的步驟是什麼？”

3. 分割問題

請注意,這是最重要的一步。不要試圖解決一個大問題，你會哭的。相反，將其分解為子問題。這些子問題更容易解決。

然後，逐個解決每個子問題。從最簡單的開始。最簡單意味著你知道答案（或者很接近答案），還意味著要解決的這個子問題不依賴於其它問題。

一旦解決了每個子問題，請連線所有“子解決方案”，你就得到原始問題的解決方案了。恭喜！

這種方法是解決問題的基石。務必記住它（如果有必要，這個步驟要多讀幾遍）。

“如果我能教會每個初學程式設計師解決問題的技巧，那就是'減少問題的技巧性'。

例如，假設你是一名程式設計師新手，被要求編寫一個程式：讀取十個數字，確定第三大的數字。對於一個全新的程式設計師來說，這可能是一個艱難的任務，即使它只需要基本的程式設計語法。

如果你遇到困難，你應該把問題簡化為更簡單的問題。找到最大的那個數，而不是第三大的數字。還是太難了？那找到三個數字中最大的一個呢？或者兩個數中較大的一個？

將問題簡化到你知道如何解決，然後寫下解決方案。然後稍微擴充套件問題並重寫解決方案以匹配，並繼續擴充套件直到你回到起點。“ - V.Anton Spraul

4. 卡住了？

到現在為止，你可能正坐在那裡思考“嘿理查德......這很酷，但是如果我被困住，甚至無法解決一個子問題怎麼辦？”

首先，深吸一口氣。其次，這很公平。因為每個人都會遇到這個情況！

不同之處在於，最好的程式設計師/問題解決者面對bug/錯誤時，他們很感興趣而不是惱火。

事實上，面對打擊時可以嘗試以下三件事：

除錯

逐步執行你的解決方案，嘗試找到出錯的地方。程式設計師稱這為呼叫（事實上，這都是偵錯程式做的）。

“除錯的藝術是弄清楚你真正告訴程式要做什麼，而不是你認為你告訴它要做的事情是什麼。” - Andrew Singer

重新評估

退後一步，換個角度看問題。是否有地方可以被抽象為更一般的方法？

“有時我們會在問題的細節上迷失方向，而忽略了在更一般的層面上解決問題這個原則。 當然，這個經典的例子是連續整數求和，1 + 2 + 3 + ... + n，非常年輕的高斯很快就認識到結果是n（n + 1）/ 2，從而避免了冗餘計算。“ - C.Jordan Ball

旁註：另一種重新評估方式是重新開始。刪除所有內容，然後重新開始。我是認真的，你會驚訝於這個方法很有效。

研究

啊，嘗試谷歌。不管你遇到什麼問題，有人可能已經遇到並解決了，你要找到那個人/解決方案。事實上，即使你已經解決了問題，也要這樣做！（你可以從其他人的解決方案中學到很多東西）。

警告:不要尋找解決這個大問題的方法，只尋找子問題的解決方案。為什麼？ 因為除非你掙扎（甚至一點點），否則你將無法學到任何東西。如果你什麼都不學，那就浪費了你的時間。

練習

不要指望練習一週後就變得更好。如果你想成為一個好的問題解決者，你需要解決很多問題！

實踐。實踐。實踐。在你意識到“這個問題可以通過某個方法解決前”，你需要大量時間來練習。

如何練習？你有很多問題可以選擇：國際象棋謎題、數學問題、數獨、圍棋、大富翁、視訊遊戲、加密......

事實上，成功人士的共同點是他們有練習“解決微觀問題”的習慣。例如，Peter Thiel下棋、Elon Musk玩視訊遊戲。

“Byron Reeves說：'如果你想看看三到五年裡的商業領導力是什麼樣的，那就看看線上遊戲中正在發生什麼。'

回到今天，Elon Musk、Reid Hoffman、Mark Zuckerberg和其他許多人都認為遊戲是他們在建立公司方面取得成功的基礎。” - Mary Meeker（2017年網際網路趨勢報告）

這是否意味著你應該只玩視訊遊戲？當然不。但是視訊遊戲到底帶給人們什麼？解決問題！

所以，你應該做的是找到練習的方法。可以讓你解決許多微觀問題的東西（理想情況下，是一些你喜歡的東西）。

例如，我喜歡程式設計挑戰。每天，我都嘗試解決至少一個問題（通常在Coderbyte上）。

就像我說的，所有問題都有相似的模式。

結論

現在，你更清楚理解什麼是“像程式設計師一樣思考”。你也意識到解決問題的能力是一項需要培養的令人難以置信的技能（元技能）。這好像這還不夠，請記住如何練習解決問題的能力！

“就在你認為自己已成功駕馭一個問題時，另一個問題出現了。但生活也因此而變得有趣。

生活是突破這些障礙的過程 - 我們也必須突破。

每一次，你都會學到一些。

每一次，你都鍛鍊力量、智慧和觀點。

每一次，競爭會減少一點，直到最後剩下的就是你：最好的你。” - Ryan Holiday（《The Obstacle is the Way》）

現在，去解決問題吧，祝你好運。

譯者說

本文以“像程式設計師一樣思考”為題，介紹瞭如何成為合格、優秀的程式設計師。作者結合兩位頂尖程式設計師的回答、參考一些關於學習的書籍，認為最重要的是培養解決問題的能力/技能，分享了培養這個能力的方法：形成思維框架，然後在實踐中不斷練習。筆者理解為多刷OJ。

說明

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