برنامه نویسی چیست

برنامه یعنی چه؟ ساده ترین تعریفی که غلط نیست

برنامه فهرستی از دستورهاست که یک ماشین به ترتیب اجرا می کند. تفاوتش با دستور پختی که به یک آدم می دهید همین جاست: آدم جاهای خالی را خودش پر می کند و «کمی نمک» را می فهمد. ماشین نه می فهمد و نه می پرسد.

هر چیزی که نگفته باشید انجام نمی شود، و هر چیزی که اشتباه گفته باشید دقیقا همان اشتباه انجام می شود. جمله ساده ای است و تمام سختی این کار در آن جمع شده. بیشتر خطاهایی که خواهید دید از بلد نبودن زبان نمی آید؛ از این می آید که جمله داخل ذهنتان کمی با جمله ای که نوشتید فرق داشت.

سه کلمه را از همان اول از هم جدا کنید. کد متن دستورهاست، همان چیزی که تایپ می کنید و روی دیسک ذخیره می شود. زبان برنامه نویسی قواعدی است که این متن باید رعایت کند تا بشود ترجمه اش کرد. و برنامه آن چیزی است که وقتی متن ترجمه و اجرا می شود اتفاق می افتد. متن می ماند؛ برنامه در حافظه زنده می شود، کارش را می کند و تمام می شود.

پس برنامه نویس بودن یعنی این توانایی: چیزی را که می خواهید، آنقدر دقیق و بی ابهام بنویسید که یک ماشین بی درک بتواند انجامش بدهد. زبان و ابزار بعدا می آیند.

یک برنامه واقعی، در پنج خط

این پنج خط پایتون کار واقعی می کنند: در یک پوشه پر از تصویر می گردند و اسم فایل هایی را چاپ می کنند که از یک اندازه مشخص بزرگ ترند. همین کار سر هر سایتی لازم می شود، چون تصویر سنگین کندترین بخش بیشتر صفحه هاست.

from pathlib import Path

for f in Path("images").rglob("*.jpg"):
    size = f.stat().st_size
    if size > 200_000:
        print(f.name, round(size / 1024), "KB")

خط به خط بخوانیدش. خط اول ابزار کار با پوشه ها را می آورد. خط دوم می گوید داخل پوشه images و همه زیرپوشه هایش هر فایلی که به jpg ختم می شود را یکی یکی بردار. خط سوم اندازه فایل را برحسب بایت می گیرد و در جایی به اسم size نگه می دارد. خط چهارم یک شرط می گذارد: فقط اگر این عدد از دویست هزار بیشتر بود. خط آخر اسم فایل را با اندازه اش چاپ می کند.

سه چیز در همین پنج خط هست که در هر زبان دیگری هم می بینید: یک حلقه که کاری را روی تک تک اعضای یک مجموعه تکرار می کند، یک شرط که تصمیم می گیرد، و یک متغیر که چیزی را موقت نگه می دارد. اگر این سه را در یک زبان بفهمید، زبان بعدی بیشتر تغییر شکل ظاهری است تا مفهوم تازه.

و یک چیزی که این برنامه ندارد: هیچ جا نمی پرسد آیا پوشه images اصلا وجود دارد. اگر وجود نداشته باشد هیچ اتفاقی نمی افتد و هیچ خطایی هم چاپ نمی شود، چون حلقه روی یک مجموعه خالی می چرخد و تمام. برنامه ای که کار نمی کند ولی شکایتی هم ندارد، گیج کننده ترین حالت برای تازه کار است، و همان چیزی است که بند «از تجربه خود ما» در پایین همین صفحه درباره اش حرف می زند.

از مسئله تا کدی که کار می کند، پنج قدم

قدم اول مسئله است و از همه کوتاه تر نوشته می شود: دقیقا چه چیزی باید حل شود، ورودی چیست و خروجی چه شکلی است. «سایتم کند است» مسئله نیست؛ «فهرست تصویرهای بالای دویست کیلوبایت را می خواهم» مسئله است.

قدم دوم الگوریتم است و همان قدمی است که تقریبا همه رد می کنند. الگوریتم یعنی مراحل کار را به زبان خودتان بنویسید، قبل از هر خط کد: پوشه را باز کن، فایل ها را یکی یکی بردار، اندازه هر کدام را ببین، اگر از فلان مقدار بیشتر بود اسمش را بنویس. اگر نتوانید کاری را به فارسی مرحله به مرحله توضیح بدهید، مشکل شما پایتون نیست.

قدم سوم کد است: همان مراحل، این بار با قواعد یک زبان. قدم چهارم اجرا است، و اولین باری که واقعا می فهمید چه گفته اید. قدم پنجم اصلاح است.

قدم پنجم تمام نمی شود، تکرار می شود، و برای هر برنامه نویسی بیشترین وقت را می گیرد. تصور رایج این است که آدم حرفه ای کد را درست می نویسد و تمام؛ چیزی که در عمل اتفاق می افتد این است که آدم حرفه ای سریع تر می فهمد کجا اشتباه شده. یک قاعده کوچک این حلقه را چند برابر سریع تر می کند: هر بار فقط یک چیز را عوض کنید. اگر سه چیز را با هم عوض کنید و برنامه درست شود، نمی دانید کدامش بود و دفعه بعد باز از صفر شروع می کنید.

چرا بیشتر وقت یک برنامه نویس صرف نوشتن کد نمی شود

آنچه از بیرون دیده می شود تایپ کردن است. زیر آب چهار کار دیگر نشسته که هیچ آموزشی برایشان ویدیو نمی سازد.

اول خواندن کدی که قبلا نوشته شده. کد بیشتر خوانده می شود تا نوشته، چه مال خودتان باشد چه مال کس دیگر. دوم بازسازی کردن خطا: تا وقتی نتوانید یک خطا را عمدا دوباره بسازید، هر تغییری که بدهید حدس است، و ممکن است چیزی که درست شده اصلا ربطی به کار شما نداشته باشد.

سوم اسم گذاشتن و تصمیم گرفتن. اسم متغیرها و تقسیم کار بین تابع ها تزیین نیست؛ اسم بد سه ماه بعد به یک خطای واقعی تبدیل می شود، چون خودتان یادتان می رود منظورتان چه بوده. چهارم منتظر ماندن: نصب، اجرا، تست، بالا آمدن سرور. وقتی که در هیچ برنامه آموزشی شمرده نمی شود و در روز واقعی کاری هست.

این را برای دلسرد کردن نمی گوییم. برعکس: اگر بدانید کار واقعی این شکلی است، اولین باری که یک ساعت روی یک خطا می مانید فکر نمی کنید استعدادش را ندارید. آن یک ساعت خود کار است.

برای شروع دقیقا به چه چیزی نیاز دارید؟

یک کامپیوتر معمولی، یک ویرایشگر متن رایگان، یک زبان، و ترمینال. همین. هیچ کدام از این چهار تا پول نمی خواهد و هیچ کدام هم به سخت افزار گران نیاز ندارد؛ برنامه ای که در این درس دیدید روی ضعیف ترین لپ تاپ هم اجرا می شود.

ترمینال همان پنجره سیاهی است که تازه کارها از آن می ترسند و در واقع فقط جایی است که به کامپیوتر دستور می دهید بدون اینکه دنبال دکمه بگردید. یاد گرفتنش نیم ساعت است و از آن به بعد نصف کارهایتان از همان جا انجام می شود.

موضع ما، که با تبلیغ بیشتر دوره ها جور درنمی آید: هیچ دوره ای نخرید تا ده خط کد ننوشته اید. اول یک کار کوچک و واقعی از زندگی خودتان انتخاب کنید، مثل مرتب کردن اسم فایل ها یا شمردن چیزی در یک فایل متنی، و همان را با کمک مستندات و چند جستجو بسازید. اگر بعد از آن باز هم احساس کردید ساختار منظم لازم دارید، آن وقت دوره بخرید و می دانید دنبال چه هستید.

یک راه کوتاه تر هم هست که برای خیلی ها بهتر جواب می دهد: به جای زبان های عمومی، از ساختن یک صفحه وب شروع کنید. خروجی را در مرورگر می بینید، بازخورد سریع است، و همان سه مفهوم حلقه و شرط و متغیر بعدا در جاوااسکریپت سر جایشان هستند.

برنامه نویسی، کدنویسی و مهندسی نرم افزار چه فرقی دارند؟

در گفتگوی روزمره این سه را به جای هم به کار می برند و اشکالی هم ندارد. اگر بخواهیم دقیق باشیم، کدنویسی عمل نوشتن دستورها به یک زبان است، برنامه نویسی کل کار حل مسئله را می گیرد که کدنویسی فقط یک قدمش است، و مهندسی نرم افزار وقتی معنا پیدا می کند که چند نفر روی یک چیز کار کنند و آن چیز سال ها بماند: نسخه بندی، تست، مستندسازی، تحویل.

فایده این تفکیک عملی است. اگر دنبال یاد گرفتن هستید، از کدنویسی شروع می کنید ولی چیزی که واقعا باید تمرین کنید برنامه نویسی است، یعنی همان قدم دوم که همه رد می کنند. مهندسی نرم افزار هم چیزی نیست که در خانه تمرین کنید؛ وقتی به آن نیاز پیدا می کنید که چند نفر شدید یا کدتان به اندازه ای بزرگ شد که خودتان هم گمش می کنید.