97 этюдов для программистов. Опыт ведущих экспертов

Заметим, что вариативность памяти и скорости составляет несколько порядков. Для компенсации различий на всех уровнях системы интенсивно применяется кэширование и упреждающий просмотр, но они действенны только тогда, когда доступ предсказуем. Если часто происходят кэш-промахи, система будет тормозить. Например, случайное чтение каждого байта на жестком диске может занять 32 года. Даже случайное чтение каждого байта оперативной памяти может занять 11 минут. Случайный доступ непредсказуем. А что предсказуемо? Зависит от системы, но обычно выигрыш приносят повторный доступ к недавно считанным данным и последовательный доступ к элементам данных.

Алгоритмы и структуры данных различаются эффективностью использования кэша. Например:

• Линейный поиск эффективно использует упреждающий просмотр, но требует O(n) сравнений.

• Двоичный поиск в отсортированном массиве требует всего O(log(n)) сравнений.

• Поиск по дереву ван Эмде Боаса (van Emde Boas) имеет сложность O(log(n)) и нечувствителен к кэшу.

Что выбрать? Для окончательного анализа нужны измерения. В таблице ниже показано время поиска в массивах 64-разрядных целых чисел с помощью этих трех методов. На моем компьютере:

• Линейный поиск составляет конкуренцию другим методам на малых массивах, но проигрывает экспоненциально на больших.

• Поиск ван Эмде Боаса побеждает без вариантов благодаря схеме предсказуемого доступа.

Каждый сам решает, что для него лучше.

— Punch

Знай, что сохранишь в репозиторий Дэн Берг Джонссон

Я похлопал трех программистов по плечу и поинтересовался, чем они заняты. «Я провожу рефакторинг этих методов», — был ответ первого. «Я добавляю кое-какие параметры в эту веб-операцию», — отвечал второй. Третий сказал: «Я работаю над этим сценарием использования».

Может показаться, что первые двое были поглощены деталями своей работы, и только третий видел картину шире, и его подход лучше. Я поинтересовался, когда и что они собираются поместить в репозиторий, и тут картина резко изменилась. Первые два вполне ясно представляли, какие это будут файлы, и собирались закончить работу примерно в течение часа. Третий сказал: «Предполагаю, что закончу через несколько дней. Наверное, я добавлю некоторые классы и как-то модифицирую службы».

Дело не в том, что два программиста не обладали цельной картиной происходящего. Они просто выбрали задачи, которые, по их мнению, вели в нужном направлении и могли быть выполнены за пару часов. Покончив с этими задачами, они выберут новую функцию или рефакторинг для работы. Таким образом, они писали свой код, исходя из четко обозначенных задач и имея небольшую, но реалистичную цель.

Третий программист оказался неспособен провести декомпозицию задачи и работал сразу по всем направлениям. Он не имел представления о том, во что это выльется, и в принципе занимался рискованной работой в надежде, что в какой-то момент у него появится код для записи в репозиторий. Вероятнее всего, написанный на старте этого долгого предприятия код оказался малопригодным для того решения, которое получилось в итоге.

Как поступили бы первые два программиста, потребуй их задачи более двух часов работы каждая? Поняв, что не рассчитали свои силы, они, скорее всего, отказались бы от внесенных изменений, выбрали задачи помельче и начали все сначала. Продолжай они работу, произошла бы расфокусировка, а в репозиторий попал бы сомнительный код. Лучше отбросить сделанные изменения, но сохранить понимание сути.

Третий программист, возможно, продолжил бы свои гадания и в отчаянии старался бы сшить из своих заплаток код, который можно сохранить в репозиторий. В конце концов, как же можно выбрасывать внесенные изменения — ведь это будет означать, что вы напрасно трудились! К сожалению, если не выбрасывать такой код, в репозиторий попадает слегка странноватый код, не решающий определенную задачу.

Бывают моменты, когда даже программисты, которые ориентированы на частое сохранение кода в репозиторий, не могут найти ничего полезного, с чем бы они могли справиться за пару часов. Тогда они переходят в режим написания ненадежного кода и балуются с кодом, но, конечно, выкидывают свои изменения, когда некое озарение возвращает их на путь истинный. Даже такие бессмысленные, на первый взгляд, периоды работы имеют цель: лучше изучить код, чтобы суметь выявить задачу, решение которой принесет немедленную пользу.

Определите, что сдадите в репозиторий на сей раз. Если не удается завершить задачу, удалите свои изменения и определите новую задачу на основе приобретенного понимания. Займитесь рискованными экспериментами, если это необходимо, но следите за тем, чтобы случайно и незаметно не соскользнуть в режим написания сомнительного кода. Не помещайте в репозиторий плоды рискованных экспериментов.

Место для больших наборов взаимосвязанных данных — в базе данных Диомидис Спинеллис