1.3 新的方法 (New Approach)
本书的目标之一是不仅是教授 Lisp 语言,而是教授一种新的编程方法,这种方法因为有了 Lisp 而有可能实现。这是一种你在未来会见得更多的方法。随着开发环境变得更强大,程序语言变得更抽象, Lisp 的编程风格正逐渐取代旧的规划-然后-实现 (plan-and-implement)的模式。
在旧的模式中,错误永远不应该出现。事前辛苦订出缜密的规格说明,确保程序完美的运行。理论上听起来不错。不幸地,规格说明是人写的,也是人来实现的。实际上结果是, 规划-然后-实现 模型不太有效。
身为 OS/360 的项目经理, Frederick Brooks 非常熟悉这种传统的模式。他也非常熟悉它的后果:
任何 OS/360 的用户很快的意识到它应该做得更好…再者,产品推迟,用了更多的内存,成本是估计的好几倍,效能一直不好,直到第一版后的好几个版本更新,效能才算还可以。
而这却描述了那个时代最成功系统之一。
旧模式的问题是它忽略了人的局限性。在旧模式中,你打赌规格说明不会有严重的缺失,实现它们不过是把规格转成代码的简单事情。经验显示这实在是非常坏的赌注。打赌规格说明是误导的,程序到处都是臭虫 (bug) 会更保险一点。
这其实就是新的编程模式所假设的。设法尽量降低错误的成本,而不是希望人们不犯错。错误的成本是修补它所花费的时间。使用强大的语言跟好的开发环境,这种成本会大幅地降低。编程风格可以更多地依靠探索,较少地依靠事前规划。
规划是一种必要之恶。它是评估风险的指标:越是危险,预先规划就显得更重要。强大的工具降低了风险,也降低了规划的需求。程序的设计可以从最有用的信息来源中受益:过去实作程序的经验。
Lisp 风格从 1960 年代一直朝着这个方向演进。你在 Lisp 中可以如此快速地写出原型,以致于你已历经好几个设计和实现的循环,而在旧的模式当中,你可能才刚写完规格说明。你不必担心设计的缺失,因为你将更快地发现它们。你也不用担心有那么多臭虫。当你用函数式风格来编程,你的臭虫只有局部的影响。当你使用一种很抽象的语言,某些臭虫(如迷途指针)不再可能发生,而剩下的臭虫很容易找出,因为你的程序更短了。当你有一个互动的开发环境,你可以即时修补臭虫,不必经历 编辑,编译,测试的漫长过程。
Lisp 风格会这么演进是因为它产生的结果。听起来很奇怪,少的规划意味着更好的设计。技术史上相似的例子不胜枚举。一个相似的变革发生在十五世纪的绘画圈里。在油画流行前,画家使用一种叫做蛋彩的材料来作画。蛋彩不能被混和或涂掉。犯错的代价非常高,也使得画家变得保守。后来随着油画颜料的出现,作画风格有了大幅地改变。油画“允许你再来一次”这对困难主题的处理,像是画人体,提供了决定性的有利条件。
新的材料不仅使画家更容易作画了。它使新的更大胆的作画方式成为可能。 Janson 写道:
如果没有油画颜料,弗拉芒大师们的征服可见的现实的口号就会大打折扣。于是,从技术的角度来说,也是如此,但他们当之无愧地称得上是“现代绘画之父”,油画颜料从此以后成为画家的基本颜料。
做为一种介质,蛋彩与油画颜料一样美丽。但油画颜料的弹性给想像力更大的发挥空间 ── 这是决定性的因素。
程序设计正经历着相同的改变。新的介质像是“动态的面向对象语言” ── 即 Lisp 。这不是说我们所有的软件在几年内都要用 Lisp 来写。从蛋彩到油画的转变也不是一夜完成的;油彩一开始只在领先的艺术中心流行,而且经常混合着蛋彩来使用。我们现在似乎正处于这个阶段。 Lisp 被大学,研究室和某些顶尖的公司所使用。同时,从 Lisp 借鉴的思想越来越多地出现在主流语言中:交互式编程环境 (interactive programming environment)、垃圾回收(garbage collection))、运行期类型 (run-time typing),仅举其中几个。
强大的工具正降低探索的风险。这对程序员来说是好消息,因为意味者我们可以从事更有野心的项目。油画的确有这个效果。采用油画后的时期正是绘画的黄金时期。类似的迹象正在程序设计的领域中发生。