Книга: Дефрагментация мозга. Софтостроение изнутри

Нешаблонное мышление

Нешаблонное мышление

Моя профессиональная практика складывалась таким образом, что обсуждение обобщённых решений касалось прежде всего задач предметной области и соответствующего уровня абстракций. С некоторой натяжкой их можно отнести к аналитическим шаблонам, так как в качестве основы брались только существенные части структур, интерфейсов или даже просто рабочие идеи. Лучше назвать их аналитическими эскизами.

О типовых решениях уровня реализации речь заходила редко, но уже в середине 1990-х годов иногда возникали упоминания книги GoF – «банды четырёх»[110][6] о приёмах объектно-ориентированного проектирования, где была предпринята попытка их обобщения. Признаюсь, руки долго не доходили до непосредственного ознакомления с этим трудом, но где-то в начале годов 2000-х издание наконец попало ко мне в руки.

Имея уже немалый опыт проектировщика и программиста, я надеялся найти в книге, как минимум, более проработанный вариант приёмов, использованных в предшествующих проектах. Достаточно быстро я обнаружил, что за многолетнюю практику большинство описанных авторами шаблонов было совершенно невостребованным кругом решаемых задач. Те же оставшиеся, что удалось идентифицировать, несколько удивили простотой и не всегда отражающими суть названиями.

Полагаю, что для человека, знакомого с основами ООП, вынести зависящую от контекста операции логику в специализированные обработчики или даже в классы, имеющие единый интерфейс вызова, является несложной операцией, над которой придётся раздумывать несколько минут. Например, часто такая задачка возникает в разного рода генераторах, когда по исходной модели нужно выдать код на том или ином языке программирования. Видимо поэтому, мне и не приходило в голову величать такую операцию «стратегией». Не ассоциировалась у меня тактическая перестановка фигур на шахматной доске со столь солидным термином.

Зачастую, ещё вчерашние новички, научившись достаточно элементарным вещам, любят порассуждать о том, что изобретение велосипедов – пустое дело. По моим представлениям на воспроизведение большинства из приводимых в книжке «велосипедов» в конкретных случаях у любого специалиста с навыками абстрактного мышления вряд ли должно уходить более часа. Это заметно быстрее изучения самой книги, ее осмысления и, наконец, осознания тех моментов, когда, собственно, надо применить абстрактный слепок в реальной жизни.

Распространённое мнение о создании некоей общей терминологии для повседневной работы программистов также не вполне подтвердилось на практике. В используемых спецификациях названиям шаблонов не находилось места. Обычно там пишется что-то вроде «реализовать документы с такими-то атрибутами, используя следующие базовые классы фреймворка» для новичка либо «реализовать функции А, Б, и В учёта договоров, используя модули X, Y и Z» для более опытного разработчика. Дело в том, что шаблоны из книги – уровня реализации и к моделированию предметной области имеют далёкое отношение. Они востребованы скорее теми, кто программирует (не хочу писать «кодирует») в группе, руководствуясь общей для всех подробной функциональной спецификацией. «Вася, здесь я сделаю адаптер над твоим классом, чтобы не напрягать тебя. – Да, Петя, спасибо». О том же, что класс имеет всего один экземпляр объекта, то есть является «синглетоном», Петя сможет догадаться по интерфейсу и без дополнительного вопроса Васе.

Факт защиты одним из авторов научной диссертации по теме книги заставил в очередной раз призадуматься о степени проникновения современной теоретической мысли в практику софтостроения. По моим представлениям, книга имела к науке весьма опосредованное отношение и являлась скорее чем-то вроде поваренной книги. Но лучше так, чем никак. Для себя же сделал вывод: если вы практикуете уже лет 5–10, то имеет смысл пролистать книжку и отложить, понадеявшись на фоновую память. Вдруг кто-то ввернёт в беседе незнакомый термин – меньше времени уйдёт на выяснение, что имелось в виду. На практике же толку будет немного.

Сложнее обстоит дело с теми, кто только начинает свой путь. Прочтение сего труда новичком, как мне кажется, является прямым аналогом попадания в прокрустово ложе диктуемой парадигмы. Потому что книга описывает набор решений, а неокрепшему за недостатком практики уму проектировщика надо научиться самому находить такие решения и пути к ним. Для чего гораздо эффективнее первое время «изобретать велосипеды», нежели сразу смотреть на готовые чужие. На чужие надо смотреть, когда придуман хотя бы один собственный, чтобы понять, насколько он несовершенен, и выяснить, каким же путём можно было бы прийти к лучшим образцам велосипедов данной модели.

Однако книга все-таки дала всплеск, и по воде пошли круги. А. Алексан-дреску в книге «Modern C++ design» начал экспериментировать с реализацией шаблонов на C++ и продвигать в массы свои велосипеды. Появились издания с достаточно абсурдными названиями. Например, «Шаблоны на C#». Постойте, коллеги, какие ещё шаблоны на C#? Оказывается, шаблоны сыграли с программистским сообществом злую шутку: они оказались ещё и зависимыми от языка программирования. То есть, прочитав «банду четырёх», писавших свой труд исходя из возможностей C++, срочно бегите за новой порцией информации, кто для Java, кто для C#. Хотя задумывались шаблоны с обобщающей практики целью.

Поясню на примере использования шаблона Visitor. У Александреску в самом начале описания шагов по применению шаблона на существующей иерархии классов документов, которую нужно наделить новыми функциональными возможностями (в примере шла речь о сборе статистики), в качестве отправной точки приводится следующий код:

Линейный способ

void DocStats::UpdateStats(DocElement& elem)

{

if (Paragraph* p = dynamic_cast<Paragraph*>(&elem))

{

chars_ += p->NumChars();

words_ += p->NumWords();

}

else if (dynamic_cast<RasterBitmap*>(&elem))

{

++images_;

}

else…

добавляем по одному оператору if для каждого типа инспектируемого объекта

}

Автором совершенно справедливо отмечается существенный недостаток этого фрагмента: преобразование типов делает его сложным для сопровождения, кроме того, нет никакой гарантии, что проверка для базового класса не выполнится раньше, чем для производного. Достаточно ошибиться в порядке следования операторов if, и на ветку производных классов программа никогда не попадёт.

Добавлю, что если разные классы элементов документов имеют полиморфные свойства, собираемые статистикой, то задача ещё более усложняется. Например, «параграф» и «формула» могут иметь одно и то же свойство NumChars.

После рассуждений о недостатках линейного кода выносится решение о необходимости виртуализации вызовов путём построения иерархии, аналогичной существующей иерархии классов, и добавления новых методов в неё. То есть реализации шаблона Visitor, описание которого на добрых двух десятках (!) страниц вы можете посмотреть в книжке. Если очень захотите.

Теперь представьте, что вы используете другой язык с развитым механизмом интроспекции типов времени выполнения. Например, отражение (reflection) для. NET. В этом случае «лобовое» решение может выглядеть примерно так:

Использование отражения

class DocStats

{

…

void UpdateStats(DocElement elem)

{

Type elemType = typeof(DocElement);

BindingFlags flags = BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic |

BindingFlags.Instance;

if (elemType.GetMethod("NumChars")!= null)

chars += (int) elemType.InvokeMember("NumChars", flags | BindingFlags.

InvokeMethod,

null, elem, null);

if (elemType.GetMethod("NumWords")!= null)

words += (int) elemType.InvokeMember("NumWords", flags | BindingFlags.

InvokeMethod, null, elem, null);

if (elemType.GetProperty("Image")!= null)

images++;

…

обследуем все интересующие нас свойства классов

}

}

Проблем с преобразованием типов и порядком вызова методов нет, поэтому никаких усложнений с виртуализацией, использующихся в шаблоне для С++, не требуется.

Более того, не требуется и сам шаблон! Можно пойти и другим путём несложной и безопасной реструктуризации: извлечь существующие в неявном виде интерфейсы элементов документа в явные определения и обследовать в методе сбора статистики передаваемый объект на предмет реализации классами интерфейсов. Например, if (elemType is IParagraph), is IImage, is IFormula и т. д. Тогда можно обойтись вообще без отражения.

Наконец, существует и другое специфичное для C++ решение: реализовать аналогичную иерархию с заданной виртуальной операцией и, далее, используя множественное наследование, «подмешать» эти реализации к существующей иерархии, используя в дальнейшем только полученные классы-миксты.

Весьма элегантное решение на основе class helpers есть в Delphi. Мы просто дописываем недостающие методы к существующим классам, причём их исходники для этого не требуются.

Итого на простом примере имеем целый букет решений вместо одного шаблонного, из которых можно выбирать оптимальный. Попытавшись однажды объяснить подобное программисту, видимо, несколько увлёкшемуся шаблонами, я не встретил понимания.

Несколько позднее я наткнулся в магазине на книгу с названием, претендующим на звание наиболее абсурдного из встречавшихся. Оно звучало как «Thinking in patterns». В переводе на русский язык – «Мыслить шаблонно». Ещё недавно привычка шаблонно мыслить считалась в инженерном сообществе признанием ограниченности специалиста, наиболее пригодного для решения типовых задач с 9 утра до 6 вечера. Теперь не стесняются писать целые книжки о том, как научиться шаблонному мышлению…

Оглавление книги