作為訓練思維方式的程式設計

原文：programming as a way of thinking

現代程式語言的強大之處在於其具有強大的表現力、可讀性、簡潔性、精確性和可執行性的能力。

——艾倫.唐尼於2023年4月26

從程式語言產生到現在，程式設計方式有了翻天覆地的改變，在fortran和c等第一代程式語言中，程式設計師的負擔是把高層次的概念轉化為**。在現代程式語言中（以python語言作為示例），使用函式、物件、模組和庫來擴充套件語言, 不僅僅是使程式更好, 而且會改變程式的程式設計方式。

程式設計可以理解為：用自然語言表達思想, 用數學符號處理它們, 然後寫出流程圖和偽**, 最後寫乙個程式。翻譯是必要的, 因為每種語言都提供不同的功能。自然語言是富於表現力和可讀性的，偽**更精確，數學符號是精簡，編碼是可執行的。

但翻譯的代價是，我們只侷限於我們可以用每種語言有效表達的想法的子集。一些易於計算的想法很難用數學符號書寫, 而開發者在數學中所做的符號操作在大多數程式語言中是不可用的。

現代程式語言之所以強大，在於其具有強大的表現力、可讀性、簡潔性、精確性和可執行性的能力。這意味著我們可以消除中間語言, 只需要使用一種語言來**、學習、傳授和思考。

圖 1

圖2顯示了用python實現相同的演算法。它比前文的偽**更短，因為它使用的單詞多於符號，所以我認為它更易讀。此外，與偽**不同, 我們還可以對其進行執行、結果顯示和除錯。

圖 2

當然，使程式能夠執行是整個程式設計的要點，但不止這點。執行**的能力使程式設計成為一種思考和探索的工具。當我們將思想表達為程式時，我們會使**變成可測試的;當我們除錯程式時，我們也在除錯我們的大腦。

當寫這本書時, 我寫了**來測試我的理解並同時向學生們解釋。學生們可以執行**來開發乙個智慧型模型, 進行修改以測試他們的**, 並擴充套件我的**用於他們的專案。

大多數教科書和課程用數學來講授訊號處理，學生們主要用紙和鉛筆工作。使用這種方法, 唯一的選擇是「自下而上」, 從複數的算術開始, 這不是最激動人心的話題, 而是花費數週和多個頁面來獲取相關的應用程式。

我所說的現代程式語言不是指最新的程式語言，事實上，python已面世25年。但還沒有在高中和大學廣為傳授。即使在被採用的地方,也常是使用其風格，而不使用它的強大。

現代程式語言與之前的程式語言著本質的區別，但我們僅僅認識到這種差異而已。