Хант Эндрю. Программист-прагматик. Путь от подмастерья к мастеру

[16]ко всем значениям параметров, и используйте результат в контрольной сумме файла.

Преимущества простого текста

   Поскольку «больше» и «медленнее» – не самые популярные требования, предъявляемые пользователями, то зачем вообще нужен простой текст? Каковы его преимущества?
   • Гарантия того, что данные не устареют
   • Более короткий путь к цели
   • Более простое тестирование

Гарантия того, что данные не устареют

   Форматы данных, которые может воспринять человек, и самодокументированные данные переживут все другие форматы данных и приложения, их породившие. И точка.
   На протяжении всего срока жизни данных вы сможете пользоваться ими и в перспективе – еще долго после того, как прикладная программа, их породившая, прекратит свое существование.
   Вы сможете провести синтаксический анализ такого файла, даже не зная полностью его формата; в большинстве же случаев с двоичными файлами успешный анализ возможен лишь при знании всех особенностей формата.
   Рассмотрим файл данных из некой унаследованной [17]системы. Вы обладаете скудной информацией о прикладной программе, которая создала этот файл; эта информация сводится к тому, что она поддерживала список номеров SSN (Social Security Number – номер социального страхования) клиентов, которые вам необходимо найти и извлечь из архива. Среди данных вы видите: 

   «FIELD»123-45-6789«/FIELD10»
   :
   «FIELD»567-89-0123«/FIELD10»
   :
   «FIELD10»901-23-4567«/FIELD10» 

   Опознав формат номера SSN, можно быстро написать небольшую программу для извлечения этих данных – даже при отсутствии у вас иной информации об этом файле.
   Но представим, что вместо этого файл отформатирован следующим образом:

   АС27123456789В11Р
   : 
   XY43567890123QTYL
    :
   6Т2190123456788АМ

   Не так-то легко распознать значение чисел, представленное в таком виде. В этом и состоит разница между воспринимаемым человеком и понятным человеку. Но и от обозначения FIELD10 толку будет немного. А нечто вроде: 

   «SSNO»123-45-6789«/SSNO» 

   делает сие упражнение задачкой для детского сада и гарантирует, что данные переживут любой проект, их породивший.

Более короткий путь к цели

   Практически любой инструмент в компьютерной вселенной – от систем управления исходными текстами до компиляторных сред, редакторов и отдельно стоящих фильтров – может работать с простым текстом.

Философия ОС Unix

   Операционная система Unix известна тем, что она проектировалась на основе философии небольших, отточенных инструментальных средств, каждое из которых предназначено для качественного выполнения только одной операции. Эта философия реализуется с помощью обычного фундаментального формата – строчно-ориентированного файла с простым текстом. Базы данных, используемые в системном администрировании (учетные записи и пароли, конфигурация сети и т. д.), хранятся в виде файлов с простым текстом. (Некоторые системы, подобные Solaris, также поддерживают двоичную форму конкретных баз данных для оптимизации производительности. Версия с простым текстом сохраняется в качестве интерфейса к двоичной версии.)
   Если в системе происходит аварийный отказ, то при ее восстановлении может оказаться, что вам придется работать в среде с минимальным интерфейсом (например, вы не будете иметь доступа к графическим драйверам). Подобные ситуации дают возможность оценить простоту выбранного представления текста.
 
   Предположим, что вы развертываете крупномасштабное приложение со сложным конфигурационным файлом, характерным для конкретного местоположения (на ум сразу приходит sendmail). Если этот файл представляет собой простой текст, то его можно подчинить системе управления исходными текстами (см. "Управление исходным текстом"), и вы автоматически сохраняете хронологию всех изменений. Инструментальные средства сравнения файлов, такие как diff и fc, позволяют сразу увидеть, какие изменения были внесены, тогда как sum позволяет генерировать контрольную сумму для отслеживания файла на предмет случайных (или злонамеренных) модификаций.

Более простое тестирование

   Если вы используете простой текст при создании синтетических данных для запуска системных тестов, то добавление, обновление или модификация тестовых данных (без привлечения каких-либо специальных инструментальных средств) не представляет особого труда. Аналогично, результат регрессионного тестирования в виде простого текста может быть проанализирован тривиальным образом (например, с помощью программы diff) или более тщательно с помощью языков Perl, Python и при помощи некоторых других средств написания сценариев (скриптов).

Подводим итог

   Вездесущий текстовый файл никуда не денется и в будущем, когда интеллектуальные XML-базированные агенты, путешествующие по диким и опасным дебрям Интернета в автономном режиме, будут согласовывать обмен данными между собой. Действительно, в гетерогенных операционных средах преимущества простого текста могут перевесить все его недостатки. Необходимы гарантии того, что все стороны могут обмениваться информацией по общему стандарту. Таким стандартом и является простой текст.

Другие разделы, относящиеся к данной теме:

   • Управление исходным текстом
   • Генераторы исходного текста
   • Метапрограммирование
   • Доски объявлений
   • Вездесущая автоматизация
   • Все эти сочинения

Вопросы для обсуждения

   • Требуется спроектировать базу данных – небольшую адресную книгу (фамилия, номер телефона и т. д.), используя простое двоичное представление на языке по вашему выбору. Перед тем как продолжить чтение данного проблемного вопроса, проделайте следующее:
   1. Преобразуйте этот формат в формат простого текста, используя XML.
   2. Для каждой из версий добавьте новое поле переменной длины под названием directions, в котором вы могли бы вводить указания, как подъехать к дому каждого адресата.
   Какие вопросы, связанные с управлением версиями и расширяемостью, могут возникнуть? Какую форму легче модифицировать? Как обстоит дело с преобразованием уже существующих данных?

15
Игры с оболочками

   Каждому столяру нужен хороший, солидный, надежный верстак – место, расположенное на удобной для столяра высоте, на котором он в ходе своей работы мог бы разместить предметы труда. Верстак становится центром мастерской, столяр возвращается к нему снова и снова, придавая форму материалу.
   Для программиста, обрабатывающего файлы или текст, подобным верстаком является командная оболочка. Находясь в командной строке, вы можете задействовать весь свой арсенал инструментов, комбинируя их такими способами, о которых их разработчики и не мечтали. Из оболочки вы можете запускать приложения, отладчики, браузеры, редакторы и утилиты. Вы можете осуществлять поиск файлов, опрашивать состояние системы и производить фильтрацию выходных данных. Для часто используемых процедур вы можете создавать сложные макрокоманды, используя встроенный язык.
   Для программистов, выросших на графических интерфейсах и ИСР, это может показаться экстремизмом. В конце концов, разве нельзя проделать все операции с равным успехом, указывая на объект и щелкая кнопкой мыши?
   Ответ прост: «Нет». Графические интерфейсы сами по себе прекрасны, и с их помощью многие простые операции выполняются быстрее и с большим удобством. Перемещение файлов, чтение сообщений электронной почты с кодировкой MIME и набор текстов писем – это все то, что вы хотели бы осуществлять в графической среде. Но если выделаете всю работу, используя графический интерфейс, то используете далеко не все возможности, предоставляемые операционной системой. И вам не удастся автоматизировать обычные задачи или использовать доступные инструментальные средства в полную силу. И вы не сможете комбинировать свои средства для создания специализированных макроинструментов. Преимуществом графического интерфейса пользователя является принцип WYSIWYG – что видишь, то и получаешь. Недостатком графического интерфейса можно назвать принцип WYSIAYG – получаешь только то, что видишь.
   Графические среды обычно ограничены возможностями, заложенными в них разработчиками. Если вам необходимо выйти за пределы модели, созданной разработчиком, то обычно фортуна отворачивается от вас, однако чаще всего вам все-таки приходится выходить за пределы модели. Прагматики не просто либо «рубят» текст, либо разрабатывают объектные модели, либо пишут документацию или автоматизируют процесс сборки – они делают все вышеперечисленное. Сфера применения любого конкретного инструмента обычно ограничена задачами, решения которых от него ожидают. Предположим, возникла необходимость в интеграции препроцессора исходного текста с ИСР (при реализации концепции "проектирования по контракту", многопроцессных директив, и т. п.). Если разработчик ИСР явно не предусмотрел наличия в ней специальных средств, то вы не справитесь с решением задачи интеграции.
   Если вы уже освоились с работой в режиме командной строки, то можете спокойно пропустить данный раздел. В противном случае вам необходимо заручиться дружеским расположением со стороны командной оболочки.
   Исповедуя прагматизм, вы постоянно будете испытывать потребность в осуществлении операций ad hoc (лат. для конкретного случая. – Прим. пер.) – это и есть те самые случаи, когда графический интерфейс может оказаться неприменимым. Командная строка может стать лучшим решением, если необходимо быстро скомбинировать несколько команд при выполнении запроса или иного задания. Ниже приводится несколько примеров.
    Найти все файлы типа *.с, модифицированные позже, чем ваш Makefile.
    Командная строка:
   find. -name *.с' – newer Makefile – print
    Графический интерфейс:
   Откройте Проводник Windows, перейдите в нужный каталог, щелкните по Makefile и отметьте для себя время модификации данного файла. Затем войдите в меню Tools, выберите пункт Find, и введите *.с в строку, указывающую параметры имени файла. Затем перейдите в поле даты, и введите дату, которую вы вначале отметили для Makefile. Затем нажмите ОК.
 
    Создать архив типа zip/tar моего исходного текста.
    Командная строка:
   zip archive.zip *.h *.с     или
   tar cvf archive.tar \h *.c
    Графический интерфейс:
   Запустите утилиту архивирования (например, условно-бесилатную программу WinZip [URL 41], выберите пункт Create New Archive, введите его имя, выберите исходный каталог в диалоге Add, задайте фильтр "*.с", щелкните по пункту «Add», задайте фильтр "*.h", щелкните по пункту «Add», затем закройте архив.
 
    Какие файлы Java не были изменены за последнюю неделю?
    Командная строка:
   find . Name *.java' – mtime + 7 – print
    Графический интерфейс:
   Щелкните и переместитесь к пункту "Find files", щелкните по полю «Named» и введите в него "*.java", выберите пункт "Date Modified". Затем выберите пункт «Between». Затем щелкните по начальной дате и введите начальную дату начала проекта. Щелкните по конечной дате и введите дату, которая была неделю назад (убедитесь, что календарь находится под рукой). Затем щелкните по пункту "Find Now".
 
    Какие из данных файлов используют библиотеки awt?
    Командная строка:
   find . -name *.java' – mtime +7 – print | xargs grep 'java.awt'
    Графический интерфейс:
   Загрузите каждый файл в списке из предыдущего примера в редактор и проведите поиск строки java.awt. Напишите имя каждого файла, содержащего совпадение.
 
   Ясно, что этот список может быть продолжен. Строчные команды могут быть непонятными и компактными, но они обладают мощностью и краткостью. И поскольку они могут сводиться в файлы сценариев (или командные файлы в системе Windows), то вы можете создавать последовательности команд для автоматизации часто выполняемых процедур.
 

   Подсказка 21: Используйте сильные стороны командных оболочек

 
   Освойте работу с оболочкой, и вы обнаружите, как выросла ваша производительность. Нужно создать перечень всех уникальных имен пакетов, которые явно импортируются вашей программой на языке Java? Приведенная ниже программа сохраняет этот перечень в файле под названием "list".
   grep "import' *.java |
     sed -e's/.'import //' – e's/;.$//' |
     sort -u >list
   Если вам еще не приходилось часами изучать возможности командной оболочки систем, с которыми вы работаете, то это занятие может показаться устрашающим. Тем не менее, приложите некоторое усилие для ознакомления с оболочкой, и вскоре все встанет на свое место. Поиграйте с вашей командной оболочкой, и вы удивитесь, насколько продуктивнее станет ваша работа.

Утилиты оболочек и системы Windows

   Хотя командные оболочки, поставляемые с системами Windows постепенно улучшаются, утилиты командной строки Windows все еще уступают их двойникам в Unix. Однако все не так плохо.
   Фирма Cygnus Solutions разработала пакет под названием Cygwin [URL 31]. Помимо обеспечения слоя совместимости Unix для Windows, Cygwin поставляется вместе с коллекцией более чем 120 утилит Unix, включая такие бестселлеры, как Is, grep и find. Утилиты и библиотеки могут загружаться и использоваться бесплатно, но обязательно прочтите их лицензию [18]. Программа Cygwin распространяется вместе с оболочкой Bash.

Использование инструментальных средств Unix при работе в среде Windows

   Нам нравится, что высококачественные инструментальные средства Unix работают в среде Windows, и мы пользуемся ими ежедневно. Однако надо иметь в виду, что существуют проблемы интеграции. Эти утилиты (в отличие от их двойников, работающих в MS-DOS) чувствительны к регистру в именах файлов, так что команда ls a*.bat не сможет найти файл AUTOEXEC.BAT. Вы можете также столкнуться с проблемами, вызванными файлами, чьи имена содержат пробелы, и с различиями в разделителях пути. Наконец, есть проблемы, связанные с запуском из-под оболочек Unix программ MS-DOS, в которых ожидается наличие аргументов в стиле MS-DOS. Например, утилиты Java, написанные фирмой JavaSoft, используют двоеточие (как и в их разделителе CLASSPATH при работе в среде Unix), а при работе в MS-DOS используют точку с запятой. В результате сценарий Bash или ksh, запускаемый в окне Unix, будет работать также и в Windows, но командная строка, передаваемая ею Java, будет интерпретироваться некорректно.
 
   В качестве альтернативы Дэвид Корн (автор известной оболочки Korn) создал пакет под названием UWIN. Он предназначен для тех же целей, что и продукт Cygwin – это среда разработчика Unix, работающая в Windows. Пакет UWIN распространяется с оболочкой Korn. Коммерческие версии поставляются фирмой Global Technologies, Ltd. [URL 30]. Кроме того, фирма AT&T допускает бесплатную загрузку пакета для оценки его работы и использования в академических учреждениях. Перед его использованием также необходимо прочесть лицензию.
   И наконец, Том Кристиансен (во время написания книги) компонует Perl Power Tools, пытаясь в сжатом виде реализовать все известные утилиты Unix на языке Perl [URL 32].

Другие разделы, относящиеся к данной теме:

   • Вездесущая автоматизация

Вопросы для обсуждения:

   • Существуют ли операции, которые в данное время вам приходится выполнять вручную, работая в графической среде? Приходилось ли вам когда-либо сочинять для коллег по работе инструкции, состоящие из отдельных пунктов типа: "щелкните по этой кнопке", "выберите этот пункт"? Можно ли автоматизировать данный процесс?
   • При переходе к новой операционной среде обратите особое внимание на то, ка – кие оболочки находятся в вашем распоряжении. Посмотрите, можете ли вы перенести в новую среду оболочку, с которой работаете в данный момент.
   • Изучите возможные альтернативы оболочке, используемой вами в настоящее время. Если вы сталкиваетесь с проблемой, которую невозможно решить средствами имеющейся у вас оболочки, может быть, альтернативная оболочка проявит себя лучше?

16
Мощь редактирования

   Выше уже говорилось об инструментах, которые являются продолжением вашей руки. Это положение применимо к текстовым редакторам в большей степени, нежели к любому другому инструменту. Необходимо, чтобы вы затрачивали минимальные усилия на обработку текста, поскольку последний является основным «сырьем» при программировании. Рассмотрим некоторые общие характеристики и функции, которые помогают использовать ваш текстовый редактор с максимальным КПД.

Один-единственный редактор

   Мы полагаем, что лучше овладеть одним-единственным редактором, но в совершенстве, и использовать его для решения всех задач, связанных с редактированием: работа с текстом программ, документацией, записками, системное администрирование и т. д. Не имея под рукой хотя бы одного редактора, можно оказаться в ситуации, аналогичной вавилонскому смешению языков, но уже на современный манер. При написании текстов программ может понадобиться встроенный редактор ИСР (для каждого языка), для создания документации – универсальный офисный редактор, а может быть, и еще один встроенный редактор для отправки сообщений по электронной почте. Различаться могут даже клавиатурные команды, используемые вами для редактирования командных строк в оболочке [19]. Трудно быть экспертом в любой из этих программных сред, если в каждой из них имеется свой набор команд и соглашений при редактировании.
   Но экспертом быть необходимо. Мало набирать символы построчно и использовать мышь для вырезания и вставки фрагментов. Работая подобным образом, вы не достигнете того уровня производительности, который возможен при наличии мощного текстового редактора. Десятикратное нажатие клавиши <- или BACKSPACE для перемещения курсора влево к началу строки не столь эффективно, как простая клавиатурная команда, например Ctrl+A, Home или 0.
 

   Подсказка 22: Используйте один текстовый редактор, но по максимуму

 
   Выберите какой-либо редактор, тщательно изучите его и используйте во всех задачах, связанных с редактированием текста. Если вы пользуетесь одним редактором (или набором функциональных клавиш) для всех работ, связанных с редактированием текста, вам не придется останавливаться и обдумывать, как осуществить ту или иную обработку текста: нажатие нужных клавиш становится рефлексом, редактор – продолжением вашей руки: клавиши поют свою песню, перемещаясь по тексту сквозь череду мыслей. Это и есть цель!
   Убедитесь, что выбранный вами редактор поддерживается всеми платформами, с которыми вы работаете. Редакторы Emacs, vi, CRISP, Brief и ряд других поддерживаются несколькими платформами, часто в двух версиях – в графической и неграфической (текстовый режим).

Средства редактирования

   Помимо тех средств, которые вы считаете особенно полезными и удобными, имеется ряд основных возможностей, которыми, по нашему мнению, должен обладать любой приличный редактор. Если в вашем редакторе отсутствует любая из этих возможностей, то, вероятно, настало время поразмыслить о переходе к более продвинутому редактору.
   •  Настраиваемость.Все свойства редактора должны настраиваться по вашему пожеланию, включая шрифты, цвета, размеры окон и клавиатурные привязки (команды, исполняемые при нажатии той или иной клавиши). Применение только клавиатурных сочетаний в ходе обычных операций редактирования является более эффективным по сравнению с мышью или командами в меню, поскольку руки не отрываются от клавиатуры.
   •  Расширяемость.Редактор не должен устаревать только потому, что появляется новый язык программирования. Он должен обладать способностью интегрироваться в любую компиляторную среду, используемую вами в данный момент. Вы должны «обучить» его нюансам любого нового языка программирования или текстового формата (XML, HTML версии 9, и т. д.).
   •  Программируемость.Вы должны располагать возможностью программирования редактора для осуществления сложных многоступенчатых операций. Это может осуществляться при помощи макросов или встроенного языка программирования сценариев (к примеру, редактор Emacs использует вариант языка Lisp).
   В дополнение к этому многие редакторы поддерживают средства, которые свойственны конкретному языку программирования:
   • Выделение синтаксических конструкций
   • Автоматическое завершение
   • Автоматический отступ
   • Библиотека исходных стандартных текстов или документов
   • Принудительная справка, выдаваемая системой
   • Средства, подобные ИСР (компиляция, отладка и т. д.).
 
   Рис. 3.1. Упорядочение строк в редакторе

   Такое средство, как выделение синтаксических конструкций, может показаться необязательной фривольностью, но в реальности оно весьма полезно и улучшит вашу производительность. Вы быстро привыкнете к тому, что ключевые слова отображаются разным цветом или шрифтом, а неправильно набранное ключевое слово, которое отображается по-другому, бежит на вас как зверь на ловца задолго до того, как вы запустите компилятор.
   Возможность компиляции и обнаружения ошибок непосредственно в среде редактирования – это значительное удобство при работе над большим проектами. Приверженцем подобного стиля взаимодействия является, в частности, редактор Emacs.

Производительность

   Удивительно, но многие люди, с которыми нам довелось встречаться, используют для редактирования исходных текстов программ утилиту notepad, входящую в систему Windows. Это сильно напоминает использование чайной ложечки вместо совковой лопаты – примитивный набор текста и использование основных команд ("вырезать-вставить"), активизируемых с помощью мыши, явно недостаточны
   Какие же процедуры могут потребовать от вас большего, чем примитивные действия, описанные выше?
   Начнем с перемещения курсора. Некоторые клавиатурные команды, перемещающие вас по словам, строкам, блокам или функциям, являются более эффективными по сравнению с повторным нажатием одной и той же клавиши, перемещающей курсор от символа к символу или от строки к строке.
   Предположим, что вы пишете программу на языке Java. Вам нравится поддерживать ваши операторы import в алфавитном порядке, но кто-то чужой зарегистрировал несколько файлов, не отвечающих этому стандарту Вы хотели бы пробежать по нескольким файлам и упорядочить некоторую их часть. Это легко сделать при работе с редакторами типа vi и Emacs (см. рис. 3.1). А попробуйте сделать то же самое в редакторе notepad!
   Некоторые редакторы могут помочь в усовершенствовании обычных операций. Например, когда вы создаете новый файл на определенном языке программирования, редактор может подобрать для вас нужный шаблон. Он может включать в себя:
   • Наименование создаваемого класса или модуля (определенного из имени файла)
   • Ваше имя и/или знак авторского права
   • «Скелеты» конструкций на данном языке (например, описания конструктора или деструктора)
   Другим полезным средством является автоматический отступ. В нужный момент редактор автоматически делает отступы (например, при вводе открывающей скобки), и не нужно проделывать ту же операцию вручную (используя пробел или табуляцию). Преимуществом этого средства является то, что вы можете использовать редактор для обеспечения постоянства стиля отступа в вашем проекте [20].

Куда же направиться?

   Советы подобного рода особенно трудно формулировать, поскольку практически все читатели находятся на различных уровнях владения редактором (или редакторами), которым они пользуются в данный момент, и имеют различный опыт работы с ними. Поэтому, чтобы подвести итог и сформулировать некоторые указания относительно того, куда же двигаться дальше, отыщите то, что соответствует вам в левом столбце таблицы, а затем, чтобы узнать наше мнение обо всем этом, взгляните на правый столбец.
 
    Если это похоже на вас:
   Тогда задумайтесь о следующем:
 
    Я пользуюсь только основными средствами многих разнообразных редакторов.
   Выберите мощный редактор и изучите его хорошенько.
 
    У меня есть любимый редактор, но я не использую все его средства
   Изучите эти средства. Сократите число используемых клавиатурных команд.
 
    У меня есть любимый редактор и я использую его везде, где только возможно
   Постарайтесь расширить свои познания и используйте его для большего числа задач, по сравнению тем, что вы используете сегодня.
 
    Я думаю, что вы говорите ерунду. Notepad является самым лучшим редактором из когда-либо созданных
   Пока вы счастливы и продуктивны, используйте notepad! Но если вы окажетесь подвержены чувству "редакторской зависти", возможно, что вы и пересмотрите свою позицию

Какой же редактор выбрать?

   Советуем освоить приличный редактор, но какой же именно? Уклонимся от ответа на этот вопрос: выбор редактора является личным делом каждого (некоторые даже скажут, что выбор редактора связан с вероисповеданием!). В приложении А приведен список популярных редакторов и мест, откуда их можно загрузить.