Первые 20 часов. Как быстро научиться… чему угодно
Шрифт:
Когда компьютерные программы «запускаются» или «выполняются», то делают то, для чего они были написаны.
Термины «вход» и «выход» запомнить легко, поскольку это обычные слова. Под входом понимают информацию или данные, которые использует программа, а под выходом — результат, получаемый по завершении ее работы.
«Переменная» — это место для заполнения тем, что меняется. Вы можете создавать сколько угодно переменных, по своему желанию, и обозначать ими все что угодно.
Сама «программа» представляет собой подробный набор инструкций и правил, которые указывают компьютеру, что нужно делать с входными данными.
Программа «виснет» или выдает сообщение об ошибке, когда что-то идет не так и компьютер не может понять, что делать дальше.
Ну вот, уже кое-что. Получилось довольно грубое разбиение на элементы: вместо «программирования» мы теперь имеем три подчиненных понятия.
Вход — информация, которая используется для выполнения процесса.
Процесс — последовательность шагов, предпринимаемых программой в соответствии с входными данными.
Выход — конечный результат выполнения программы.
Такое разбиение очень полезно. «Написать компьютерную программу» означает следующее: определить информацию, с которой вы хотите начать, установить последовательность шагов, точно описывающую действия компьютера с входными данными, а также определить выходные данные, предоставляемые вам компьютером «на выходе».
Представьте себе блок-схему, которая может служить полезной мысленной зацепкой, помогающей понять работу программы. Вы начинаете процесс с входных данных. Затем производите определенные действия в зависимости от выполнения тех или иных условий. Процесс заканчивается по достижении конца блок-схемы. Вы остаетесь с выходными данными: конечным результатом процесса, описанного блок-схемой.
Создание компьютерной программы аналогично разработке блок-схемы. Вы задаете те же вопросы:
С чего я начинаю?
С чего начинается процесс?
Что происходит после этого? А дальше?
Когда процесс заканчивается?
Что я получу, когда процесс закончится?
Блок-схемы описывают ответы на эти вопросы в визуальной форме. Программы описывают то же в виде текста, однако суть от этого не меняется.
Аналогия с блок-схемой полезна также потому, что помогает объяснить и другие важные понятия.
Условные операторы — это выражения такого вида.
Если X истинно/ложно, то делать Y.
Если X не Y, то делать Z.
Когда X истинно/ложно, то делать Y.
Когда X не Y, то делать Z.
Пока X истинно/ложно, делать Y.
Пока X не Y, делать Z.
В данном случае X, Y и Z — это переменные, которые могут обозначать все что угодно. Переменные могут обозначать числа, как в элементарной алгебре, или слова. Иногда переменные — это отдельные буквы или символы, а иногда целые слова. В любом случае они обозначают объекты, с которыми мы работаем.
Условные операторы (ЕСЛИ, ТО, КОГДА И ПОКА — IF, THEN, WHEN и WHILE) подобны стрелкам с вопросами на блок-схеме. Представьте себе, что вы за рулем автомобиля: ЕСЛИ (IF) сигнал светофора красный, ТО (THEN) вы останавливаетесь. КОГДА (WHEN)
Имеет смысл остановиться на этих условных операторах немного подробнее, поскольку здесь есть несколько общих закономерностей. Условие истинно/ложно встречается довольно часто, а оператор ПОКА (WHILE) указывает не на одно конкретное действие, а на продолжение тех или иных действий.
Во всех случаях условный оператор содержит высказывание, которое определяет, нужно ли предпринимать какие-либо действия. Это высказывание называется условием и может принимать разные формы. Иногда условие представляет собой простое сравнение типа истинно/ложно (Сигнал светофора красный?), иногда математическое сравнение (Х больше 100?), а иногда содержит логическую конструкцию (Сигнал светофора НЕ красный?).
Назначение условия — определить, будет ли выполняться соответствующий процесс. Если условие истинно или достоверно, программа выполняет определенную команду. Если нет, то эта команда пропускается, и программа переходит к следующей.
Переменные типа истинно/ложно называются булевыми переменными — это красивое название обозначает то, что может принимать всего два значения. Да/нет и включено/выключено тоже относятся к булевым переменным. Булевы переменные играют большую роль в программировании, поскольку являются основой как простейших процессов (подобно истинно/ложно в блок-схемах), так и для включения/выключения крошечных электронных переключателей, из которых состоит компьютер.
В данном случае ПОКА (WHILE) — это особый тип условного оператора, который называется циклическим. Циклический оператор заставляет процесс повторяться до тех пор, пока не будет выполнено условие. Вернемся к аналогии управления автомобилем: ПОКА (WHILE) сигнал светофора красный, ехать нельзя.
Все очень просто, правда? Если провести аналогию между написанием компьютерной программы и составлением блок-схемы, этот процесс будет довольно легко представить.
И еще одно, последнее замечание: что будет, если компьютер зайдет в тупик, не зная, что ему делать, или команды, которые компьютер пытается выполнить в какой-то момент, не работают или не имеют смысла? Что произойдет?
В таком случае программа «вылетает» — останавливается и нередко вместо ожидаемого результата выдает сообщение об ошибке. Мы все знакомы с внушающим страх «синим экраном смерти» Windows или с сообщением «Ошибка 404: веб-страница не найдена» при поиске в интернете. Иногда происходит непредвиденное, компьютер «сходит с ума» и зависает.
Ваша задача как программиста предотвратить зависание и ошибки программы. Лучший способ — убедиться, что программа всегда имеет информацию, чтобы завершить процесс так, как планировалось, но это не всегда возможно. В тех случаях, когда неопределенности не избежать, полезно предусмотреть способ восстановления, если программа не может завершить процесс.
Эти операторы восстановления после ошибки называются исключениями, и они очень полезны. Их можно считать условными операторами, связанными с ошибкой: ЕСЛИ (IF) программа вылетает по ветке Х, ТО (THEN) делать Y вместо Х.