Anton Nazarov

Кнут придумал литературное программирование в начале 1980-х годов, во время работы над TeX-ом. Надо сказать, что первую версию TeX-а он написал и отладил на бумаге, а ввёл в компьютер лишь спустя несколько месяцев.

Понятно, что для успеха такой разработки код должно быть легко читать. Вообще читаемость кода, по мнению многих опытных разработчиков - это главное, что сейчас требуется от программистов.

Кнут предложил довести требование читаемости кода до предела и превратить написание программы в написание книги об этой программе. При этом код и документация не разделяются, они описывают решение проблемы формально и неформально. Естественно, что логика изложения может отличаться от последовательности команд. Кроме того, текст должен быть представлен в удобном для читателя виде. Поэтому нужны специальные инструменты, которые позволяют смешивать разметку текста и код.

Кнут, вполне естественно, предложил для текста TeX. Кроме того, в тот момент он использовал язык программирования Pascal, строгость которого усугубляется требованием однопроходной компиляции. Из-за этого порядок определения функций, типов и переменных строго фиксирован, что противоречит требованию понятности изложения. Так что Дональду Кнуту пришлось написать свою систему WEB, которая устроена примерно так. Программа состоит из кусочков (chunks)документации, чередующихся с кусочками кода. В кусочках кода можно ссылаться на другие кусочки, причем ссылки могут идти и вперед, и назад, а на один кусочек может быть несколько ссылок. Получается своего рода сеть, отсюда и название, которое потом использовали для похожей структуры документов в интернет.

Чтобы такую программу можно было использовать, есть две утилиты - tangle, которая вытаскивает кусочки кода, подставляет их на место ссылок и формирует программу, которую можно скомпилировать, и weave , которая форматирует кусочки кода командами TeX и создает документ TeX, который можно распечатать.

TeX и написан таким образом, а человеко-читаемая версия вышла в виде книги "TeX: The program".

Кстати, чтобы получить эту книгу в электронном виде, достаточно скачать исходный код TeX и выполнить следующие команды:

weave tex.web
tex tex.tex
xdvi tex.dvi

или

pdftex tex.tex
xpdf tex.pdf

Потом Кнут перешёл на язык C (который он хвалил в своём интервью, см. предыдущий пост ) и написал CWEB. Возникли и другие инструменты, например, noweb, nuweb, rambutan и другие.

Литературное программирование пока не достигло большой популярности, хотя многие опытные программисты и считают его хорошей идеей. Причина этого в том, что немногие люди умеют и любят писать.

Сам Дональд Кнут в своем интервью в книге описал ситуацию следующим образом, сославшись на Джона Бентли:

"[Т]олько два процента людей могут быть программистами. И только два процента могут быть хорошими писателями. А Кнут хочет чтобы все сочетали эти качества."
Я не думаю, что количество программистов в мире когда-нибудь превысит два процента - я имею в виду программистов, которые действительно способны находить общий язык с машиной от рождения. Однако теперь люди ведут блоги. Поэтому я заметил, что в среднем способность выражать свои мысли сильно растет, поэтому второй аргумент уже не имеет такого значения.

То есть ситуация улучшается благодаря всеобщему увлечению блогами. Программисты начали писать про программирование и иногда получается очень интересно, например у Джоэла Спольски (Joel on software) или у Стива Йегги (Steve Yeggae и тут). Так что литератуное программирование, возможно, ещё достигнет популярности.

Литературные программы, ориентированные на то, что их будут читать люди, хорошо подходят как для сопровождения в течении длительного времени, так и для совместной работы и обучения. Мне кажется, что литературное программирование в этом смыкается с OpenSource-движением. Для совместной работы над кодом существует масса сервисов, начиная от систем управления версиями (и социальных сайтов типа github на их основе) и заканчивая различными pastebin-ами (paste.lisp.org, pastebin.org и т.д.).

Поэтому мне было приятно обнаружить сайт, посвященный совместной работе над литературной реализацией различных алгоритмов на разных языках. Мне кажется, что этот сайт literateprograms.org может быть хорошим подспорьем при изучении новых языков программирования.

В следующем посте этой серии я расскажу о некоторых инструментах для литературного программирования, их достоинствах и недостатках и покажу, какие получаются красивые программы.

Автор известен своей первой книгой "Practical Common Lisp", которая бесплатно доступна на его сайте. Именно по ней я осваивал Common Lisp. При этом на сайте автора помимо самой книги выложена специальная сборка Emacs+SLIME+sbcl, которая хотя и слегка устарела, представляет собой полную среду разработки на Lisp для начинающих.

Новая книга "Coders at work" состоит из интервью со следующими известными программистами:

• Jamie Zawinski (jwz) - основатель XEmacs, автор bbdb, один из создателей Netscape
• Brad Fitzpatrick - создатель LiveJournal, memcached
• Douglas Crockford - изобретатель JSON
• Brendan Eich - автор JavaScript
• Joshua Bloch - один из авторов Java Collections Framework, автор кучи книжек про Jav-у, главный архитектор Google по Java
• Joe Armstrong - создатель Erlang
• Simon Peyton Jones - ведущий разработчик GHC
• Peter Norvig - автор известных книг про искусственный интеллект, директор исследовательского подразделения Google
• Guy Steele - серийный создатель и стандартизатор языков программирования. Придумал Scheme и Fortress, участвовал в стандартизации Scheme, Common Lisp, Fortran, C, ECMAScript и Java.
• Dan Ingalls - один из создателей Smalltalk и первого GUI.
• L Peter Deutsch - работал над Interlisp и Smalltalk, один из авторов Just-in-time компиляции, автор Ghostscript.
• Ken Thompson - создатель UNIX.
• Fran Allen - пионер оптимизирующих компиляторов, первая женщина, получившая Turing Award.
• Bernie Cosell - автор первой реализации Arpanet.
• Donald Knuth - в представлении не нуждается :)

Набор вопросов разным людям задавался примерно одинаковый, поэтому очень интересно читать, как зависит отношение к тому или иному предмету от опыта человека.

Например, взгляды на язык C у Дональда Кнута и Fran Allen прямо противоположны - Кнут считает, что язык C очень хорош, так как позволил программистам самим создавать гибкие структуры данных, такие, как двусвязный список. А для Fran Allen его появление стало катастрофой, так как после этого пропал интерес к оптимизирующим компиляторам. По её мнению это отбросило всю отрасль на десятилетия назад.

В отношении C++ взгляды почти у всех сходятся - этот язык не нравится никому =) Peter Seibel просуммировал это в своём посте. Однако Java тоже вызвала некоторые споры.

Небезынтересно также обсуждение TDD и Literate Programming. Оказывается, почти никто из почтенных героев книги не использует TDD, хотя все соглашаются с важностью тестов. Питер Норвиг вообще считает, что тесты - это не главное. Он приводит в подтверждение историю написания программы для решения судоку. Сам Питер Норвиг написал эту программку, а другой блоггер, пропагандирующий TDD увяз в написании тестов в самом начале, так как просто не знал, как решать задачу. Рассказ jwz о разработке в Netscape и роли в ней тестов, и реакция на него Joel-a Spolsky также вызвали драму. (Ссылка 1, ссылка 2, ссылка 3).

Почти все говорят о важности чтения кода, но полноценным Literate Programming-ом занимается только Кнут =). Впрочем, проблема заключается лишь в том, что программисты не очень привыкли писать. Поэтому надежда на рост блоггерства. Я вот тоже решил попробовать пойти по стопам Кнута, так что следующий пост будет про Literate Programming.

Надеюсь, я вас убедил прочитать книгу "Coders at work". Бумажную книжку можно купить в Amazone :) А электронная есть на gigapedia.org (нужна регистрация).