Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста

Это может показаться бессмысленной тратой сил, но одним из лучших моментов в моей карьере был тот, когда я смог сократить программу Госпера из 11 слов до 10. И это — ценой лишь небольшого увеличения времени выполнения программы, ценой малой доли машинного цикла. Я нашел способ сократить код на одно слово, и на это у меня ушло всего лишь 20 лет.

Сейбел: И вот, спустя 20 лет, вы сказали: «Привет, Билл, а представляешь?..»

Стил: Ну, собственно, я не занимался этим все 20 лет, просто 20 лет спустя я вернулся к этой программе, и ко мне пришло озарение: я понял, что, изменив один код операции, я получу константу с плавающей запятой, близкую к тому, что мне нужно. И смогу использовать инструкцию и как инструкцию, и как константу с плавающей запятой.

Сейбел: Прямо «История Мэла, настоящего программиста».

Стил: Точно. Я не хотел бы заниматься этим в жизни, но это был единственный раз, когда мне удалось сократить код Госпера. Это была победа. И это был красивейший кусок кода — рекурсивная подпрограмма для вычисления синусов и косинусов.

Вот такие вещи нас тогда волновали. Во времена IBM 1130 были загрузочные перфокарты: это одна перфокарта, которую надо было класть на верх стопки. Надо было нажать кнопку запуска, машина считывала первую карту и размещала ее содержимое в первых 80 ячейках памяти. Потом она запускала выполнение по указанному адресу. На первой карте была программа для чтения остальных карт. Так и происходила загрузка.

С IBM 1130 трудность состояла в том, что на перфокарте 12 строк, а в машинном слове было 16 бит. Так что на 16-битную инструкцию приходилось 12 бит, то есть некоторые инструкции не помещались на перфокарте. Такие инструкции приходилось собирать с помощью тех инструкций, которые помещались на перфокарте. Возникала сложная система компромиссов, какие инструкции можно использовать: если я использую вот эту инструкцию, мне нужны будут еще вот эти инструкции на перфокарте, просто чтобы собрать ее. Огромная нагрузка плюс размер функции не мог превышать 80 слов. Поэтому приходилось использовать некоторые инструкции и как данные, использовать данные повторно для других целей. Если удавалось впихнуть эту функцию в память, то ее адрес мог использоваться как константа. Такой вот стиль программирования — не то оригами, не то хайку. Я этим занимался несколько лет.

Сейбел: Как вы думаете, те, кто прошел через это, сейчас справляются лучше или хуже других программистов?

Стил: Они приучены работать с ограниченными ресурсами и умеют точно их оценивать.

Сейбел: Точная оценка — полезный навык. Но он может оказаться и вредным, в смысле развития ненужных сегодня навыков.

Стил: Да, можно легко зациклиться на оптимизации чего только можно, даже если такая задача не стоит. Я рад, что мой сын в старшей школе освоил программирование на калькуляторах TI, где тоже были серьезные ограничения по памяти. Он научился представлять данные в сжатом виде, чтобы они подходили для калькулятора. Я не хочу, чтобы ему пришлось заниматься этим все время, но все равно опыт ценный.

Сейбел: Вернемся к красоте кода. В чем прелесть этого стиля хайку-оригами? В том, что каждая сложная миниатюрная вещь кажется нам прекрасной?

Стил: Да. Но подчеркну, что красота вышеупомянутого фрагмента кода Госпера не только в том, что его можно сжать вот таким образом. Он изначально был невелик по размеру, потому что основан на красивой математической формуле — формуле тройного угла для синуса. И эта рекурсия может быть выражена очень лаконично в этой архитектуре, потому что эта архитектура спроектирована для поддержки рекурсии, а не как современные машины. Одна функция сочетает в себе самую разноплановую эстетику.

Сейбел: Вы говорили о ТеХ Кнута, — она существенно больше по размерам. Что придает ей красоту?

Стил: Он взял невероятно сложную программу со множеством особых случаев и свел ее к очень простой парадигме: склеить блоки воедино. Это был важнейший прорыв. Появилось множество возможностей не только для набора текста, но и для других вещей, например для отображения на странице текста в двух измерениях. Я за то, чтобы в графических интерфейсах пользователя этот принцип склеивания блоков действовал при расположении кнопок и тому подобного.

Сейбел: Значит, здесь красота в том ощущении, что есть блок и клей, и можно сказать: «Да, это глубоко правильная идея, я проникся ее красотой и хочу видеть ее в других программах». Вы проникаетесь ее красотой в процессе чтения кода, глядя на соотношение его элементов? Или же, прочитав код, говорите: «Великолепно, все основано на этой простой, но не упрощенной идее»?