Java咖啡馆——大话面向对象（1）

　　1946年2月15日，随着第一台现代电子计算机ENIAC轰鸣着来到这个世界，编写程序也成为三百六十行之外的一个崭新职业。我们称编写程序的工程师为程序员或者开发者。

　　ENIAC是一台重达30吨的庞然大物，由19000多个晶体管、1500多个继电器组成。为了给它下达指令，程序员必须通过不同的连接线组合进行编程。要编制运行新的程序，还必须拔掉连线重新来过。整天面对二进制编程的工作相当枯燥乏味，而且是直接对程序地址读写，自然出错频繁。阅读由连线表达的程序更不亚于揣摩天书，维护和改造程序的价格成本居高不下。更要命的是，早期的计算机制造价格相当昂贵，而在程序编制调试完成之前，计算机不得不一直空转，导致软件开发的费用竟然远远超过硬件的投入。

　　为了解决软件开发的难题，计算机科学家发明了汇编语言，通过一些助记符来减轻二进制编码的开发压力。这的确是行之有效的方法，直到现在，程序员在开发中还常常使用嵌入式汇编来提高软件运行速度，游戏引擎更是如此。然而，汇编语言太依赖程序员的素质，而且无法适应大规模的开发。

　　黄糖故事 Grace Murray Hopper、Bug和Debug

　　由于一次传奇般的投资，Mark I计算机把IBM从生产制表机、肉铺磅秤、咖啡碾磨机等乱七八糟玩意的行业，领入了计算机制造业的领地，最终成为如今的蓝色巨人。本系列文章中曾介绍过Mark I三个程序员之一的数学家Grace Hopper是如何创造了“BUG”和“DEBUG”这两个计算机史上著名的两个名词的。而这位Hopper女士，实在是一个不得了的人物。1952年，Hopper觉得用机器码编程是不是比较原始，为什么不能用类自然语言编写程序，然后再用一个工具把它转换成机器码呢？不久，她就开发出世界上第一套编译器A-0，是现代编译技术的原型。1956年她在第一台储存程序的商业电子计算机UNIVAC I、II上开发出B-0，之后叫做FLOW-MATIC，它导致了计算机商用语言COBOL(COmmon Business Oriented Language)的诞生。虽然Hopper有着“电脑之母”的美誉，但是传说她办公室有一个倒着走的钟，以及一面秀着骷髅头的海盗旗。

　　到了六十年代，FORTRAN (FORmula TRANslating)、COBOL、LISP、ALGOL 60等现代高级语言的出现了。程序员可以用接近自然语言的程序语言编制软件，然后通过编译器转换成机器可执行的代码。由于使用精确的形式语言来定义程序语言本身，并且通过对硬件的抽象使得程序与计算机平台无关，导致高级语言生产效率大大提高，维护费用自然降低不少，计算机软件业终于得以蓬勃发展。

　　好景不长。随着软件大规模的应用，程序的开发方法和管理手段逐渐无法跟上软件规模的膨胀，从而导致了软件危机的出现。就拿1963～1966年间的IBM 360系统来说，该系统有100万行的代码量，IBM每年动用5000人来维护该系统，但是，每个版本都是从上一个版本找出1000以上个错误而修订的结果，好像越改错误越多，根本没有改善的迹象。有人把IBM 360系统形容为一只逃亡的野兽落到泥潭中做垂死的挣扎，越是挣扎，陷的越深，最后仍然无法逃脱灭顶的灾难。

　　人们不得不停下脚步思考，到底哪里出了问题。回想自己，每个人做事情，都是列举重点，然后细化并逐个完成。比如制造自行车，肯定是先把自行车按照功能分块，先造车架，然后是两个车轮，接着是踏板等传动装置，最后才是坐垫、车铃等零件。而制造车轮，肯定是要分别制造钢圈、钢丝、轮胎，而轮胎有分内外胎。如果软件开发能够遵循这种从大到小、逐步精确的思想，是不是能够解决这个软件危机呢？

　　没错，这种结构化的抽象分析方法，导致了结构化程序设计方法的诞生。

　　黄糖故事 Niklaus Wirth和PASCAL

　　凡是学过一点计算机知识的人大概都知道“数据结构＋算法二程序”这一著名公式。提出这一公式的瑞士计算机科学家Niklaus Wirth由于发明了多种影响深远的程序设计语言，并提出结构化程序设计这一革命性概念而获得了1984年的图灵奖。

　　Wirth开发的PASCAL在数据结构和过程控制结构方面都有很多创造，比如Java中字符型、引用型，以及if-then-else、while、for等多种控制结构，都是从PASCAL里面借鉴发展而来的。可以说，现代程序设计语言中常用的数据结构和控制结构绝大多数都是由PASCAL语言奠定基础的，因此PASCAL在程序设计语言的发展史上具有承上启下的重要里程碑意义。现在你知道为什么很多计算机专业的学生都要学PASCAL语言了吧。

　　1971年，Wirth基于其开发程序设计语言和编程的实践经验，首次提出了“结构化程序设计”(structured programming)的概念。这个概念的要点是:不要求一步就编制成可执行的程序，而是分若干步进行，逐步求精。第一步编出的程序抽象度最高，第二步编出的程序抽象度有所降低……最后一步编出的程序即为可执行的程序。用这种方法编程，似乎复杂，实际上优点很多，可使程序易读、易写、易调试、易维护、易保证其正确性及验证其正确性。结构化程序设计方法又称为“自顶向下”或“逐步求精”法，在程序设计领域引发了一场革命，成为程序开发的一个标准方法，尤其是在后来发展起来的软件工程中获得广泛应用。有人评价说沃思的结构化程序设计概念“完全改变了人们对程序设计的思维方式”，这是一点也不夸张的。

　　黄糖故事 Philippe Kahn的Borland传奇

　　Wirth开发PASCAL的初衷是为了有一个适合于教学的语言。但一经推出，由于它的简洁明了、提供丰富的数据结构和控制结构，使得程序开发大为简便，竟然大受欢迎。在C语言问世以前，PASCAL是风靡全球、最受欢迎的语言之一，不但创下了发行拷贝数最多的世界记录，而且成为大学数据结构教学的“惟一官方指定”语言。

　　Phillipe Kahn是Niklaus Wirth的学生，毕业后到美国加利福尼亚州创立了Borland公司，凭借拳头产品Turbo PASCAL，当时就卖出了100多万个拷贝，成为百万富翁。而Borland公司是程序员津津乐道到程序开发工具供应商，他们从最早的Turbo PASCAL、Turbo C、Turbo PROLOG等Turbo系列，到如今的Delphi、C++ Builder、JBuilder、C# Builder系列，无一不是举足轻重的开发工具，从而在开发者心目中有着崇高的地位。