一个编程小题目引发的思考（下）

其实很多园友已经给出答案了，不过我在这里还是要写一下自己的思路

再把题目叙述一遍

输入：一个小于12位的十进制正整数

输出：打印此数字的十进制计算器表示例：输入：145 输出:

      __
||__||__
|   | __|

于是我又重新思考了一下这道题目，并Review了一下当前的解决方案，发现这个冗长的switch是个很大的问题，这是我想到了代码大全2里提到的表驱动编程方法（就是用一个表来代替冗长的分支控制逻辑）。小心起见，我从一个方法开始，对其进行了重新组织：

private void PrintTopBody(int value)
{
    if (value != 0)
    {
        string[] table = { S1, S0, S1, S1, S0, S1, S1, S1, S1, S1 };
        PrintTopBody(value / 10);
        Console.Write(table[value % 10]);
    }
}

测试之后发现运行结果正常，我考虑可以对另外两个方法进行这样的重构，但我发现这样写出的代码依然不好维护，虽然短了很多，但是S1，S0等莫名奇妙的全局变量仍然令人很头疼。所以接下来就是怎么消除这些恼人的全局字符串常量了。一时间没想到什么方法，于是又重新运行了一下这个程序，得到了下面的结果：

  __  __      __  __  __  __  __  __
| __| __||__||__ |__    ||__||__||  |
||__  __|   | __||__|   ||__| __||__|

这时我突然发现，这个结果不就是一个字符串表吗？为什么不直接利用这个表呢？于是我打开Regex，利用正则替换，将上面的字符重组为一个二维字符串表格：

private static readonly string[,] TABLE = 
{
    {"    "," __ "," __ ","    "," __ "," __ "," __ "," __ "," __ "," __ "},
    {"   |"," __|"," __|","|__|","|__ ","|__ ","   |","|__|","|__|","|  |"},
    {"   |","|__ "," __|","   |"," __|","|__|","   |","|__|"," __|","|__|"},
};

相应的，我新创造了一个LCDPrinter1类，并按照之前的逻辑，编写了对应的方法，代码如下：

class LCDPrinter1
{
    private static readonly string[,] TABLE = 
    {
        {"    "," __ "," __ ","    "," __ "," __ "," __ "," __ "," __ "," __ "},
        {"   |"," __|"," __|","|__|","|__ ","|__ ","   |","|__|","|__|","|  |"},
        {"   |","|__ "," __|","   |"," __|","|__|","   |","|__|"," __|","|__|"},
    };
    public void PrintNum(int value)
    {
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            PrintOneLayer(value, i);
            Console.WriteLine();
        }
    }
    private void PrintOneLayer(int value, int layer)
    {
        if (value != 0)
        {
            PrintOneLayer(value / 10, layer);
            Console.Write(TABLE[layer, value % 10]);
        }
    }
}

然后进行测试，我输入123，但惊奇的发现结果是：

__  __
 __| __||__|
|__  __|   |

非常像一个off-by-one错误，我看了下字符串表格的定义，原来是0的位置错了，修改之后重新运行，结果正常。下面是最终的代码：

class LCDPrinter1
{
    private static readonly string[,] TABLE = 
    {
        {" __ ","    "," __ "," __ ","    "," __ "," __ "," __ "," __ "," __ ",},
        {"|  |","   |"," __|"," __|","|__|","|__ ","|__ ","   |","|__|","|__|",},
        {"|__|","   |","|__ "," __|","   |"," __|","|__|","   |","|__|"," __|",},
    };
    public void PrintNum(int value)
    {
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            PrintOneLayer(value, i);
            Console.WriteLine();
        }
    }
    private void PrintOneLayer(int value, int layer)
    {
        if (value != 0)
        {
            PrintOneLayer(value / 10, layer);
            Console.Write(TABLE[layer, value % 10]);
        }
    }
}

可以发现这个解决方案不但短小（只有25行），而且清晰易懂，逻辑一目了然，相比之前那个150行的解决方案，可谓是天壤之别。

反思：

作为一个程序员，当我接到一个task的第一反应就是CODING（我想这也是大多数程序员的通病吧），然而这时我可能并没有对这个任务有一个清晰的认识，然后写出一摊虽然可以run但是看起来莫名其妙的代码。在完成任务之后马上进行下一个task，然后这一摊weird code就被搁置在那里。等过了一段时间之后，连我自己都看不懂了，想改也没法改，一是没有时间，二是可能有一些人用到了我的代码，修改的话会引发其各种不想看见的连带效应。
所以Jon Bentley在他的Programming Pearls一书中提到：Good programmers are a little bit lazy: they sit back and wait for an insight rather than rushing forward with their first idea。而我们在编程时是怎么做的呢？真实的情况时，我们往往过早的陷入到了实现功能的误区中，而忘记了原本问题到底是什么。即使是到后来insight灵光一现，也已经是too late to modify了。所谓磨刀不误砍柴工，就是这个道理。
在Geogre Polya的神作How to solve it?一书中，Polya为解决问题定义了一个系统化的方法：理解题目->规划解决方案->执行解决方案->对解决过程进行反思。Polya提到，我们很多人都只注意到了前三步，而最后一步，也是他认为非常重要的一步却被忽视了。要知道我们解决新的问题往往是基于我们已有的经验的，而这些经验并不是由重复性的工作中而来，而主要从对工作的反思中而来。
此外，科学家往往有这样的思维，那就是越复杂的问题的解释往往是非常简单的。Dirac甚至说：“一个理论家宁可要一个美的方程，也不要一个丑的但结果与实验数据更一致的方程。”举个简单的的例子，我们在小时候的数学考试中，如果得到的答案是1、2或者是10，我们往往会欣然接受答案；但如果计算的答案是11/17、1.947此类的数字时，我们往往会怀疑自己是不是算错了，原因很简单，这些答案的样子太邪恶了。
回到程序员的视角，如果当我们对一个问题给出一个自己都认为丑陋无比的解决方案时，这时很可能就是哪里出了问题：对问题的理解不够深入？使用了错误的数据结构？此时不应该去继续CODE，而是应该进行仔细的思考，换句话说，在一些情况下，程序员应该像Dirac那样，对优美的CODE有着近乎偏执的追求。当然了，那些manager会不会允许程序员这么做，就是另外一回事了。