• “Сверху-вниз”. Этот подход, предусматривающий переход от формулировки принципа к его техническим подробностям, отвлекает читателей от практических аспектов программирования и заставляет концентрироваться на высокоуровневых концепциях еще до того, как они поймут, зачем они нужны. Например, никто просто не в состоянии правильно оценить принципы разработки программного обеспечения, пока не поймет, как легко делать ошибки и как трудно их исправлять.

• “Сначала следует изучать абстракции”. Фокусируясь лишь на основных принципах и защищая студентов от ужасной реальности, этот подход может вызвать у них пренебрежение реальными ограничениями, связанными с практическими задачами, языками программирования, инструментами и аппаратным обеспечением. Довольно часто этот подход поддерживается искусственными “учебными языками”, которые в дальнейшем нигде не используются и (вольно или невольно) дезинформируют студентов о проблемах, связанных с аппаратным обеспечением и компьютерными системами.

• “Сначала следует изучить принципы разработки программного обеспечения”. Этот подход и подход “сначала следует изучить абстракции” порождают те же проблемы, что и подход “сверху-вниз”: без конкретных примеров и практического опыта, вы просто не сможете оценить важность абстракций и правильного выбора методов разработки программного обеспечения.

• “С первого дня следует изучать объектно-ориентированное программирование”. объектно-ориентированное программирование — один из лучших методов организации программ, но это не единственный эффективный способ программирования. В частности, мы считаем, что сначала необходимо изучить типы данных и алгоритмы и лишь потом переходить к разработке классов и их иерархий. Мы с первого дня используем пользовательские типы (то, что некоторые люди называют объектами), но не углубляемся в устройство класса до главы 6 и не демонстрируем иерархию классов до главы 12.

• “Просто верьте в магию”. Этот подход основан на демонстрации мощных инструментов и методов без углубления в технические подробности. Он заставляет студентов угадывать — как правило, неправильно, — что же происходит в программе, с какими затратами это связано и где это можно применить. В результате студент выбирает лишь знакомые ему шаблоны, что мешает дальнейшему обучению.

Естественно, мы вовсе не имеем в виду, что все эти подходы совершенно бесполезны. Фактически мы даже используем некоторые из них при изложении некоторых тем. Однако в целом мы отвергаем их как общий способ обучения программированию, полезному для реального мира, и предлагаем альтернативу: конкретное и глубокое обучение с упором на концепции и методы.

0.2.2. Программирование и языки программирования

В первую очередь мы учим программированию, а выбранный язык программирования рассматриваем лишь как вспомогательное средство. Выбранный нами способ обучения может опираться на любой универсальный язык программирования. Наша главная цель — помочь вам понять основные концепции, принципы и методы. Однако эту цель нельзя рассматривать изолированно. Например, языки программирования отличаются друг от друга деталями синтаксиса, возможностями непосредственного выражения разных идей, а также средствами технической поддержки. Тем не менее многие фундаментальные методы разработки безошибочных программ, например простых и логичных программ (главы 5-6), выявления инвариантов (раздел 9.4.3) и отделения интерфейса от реализации (разделы 9.7 и 14.1–14.2), во всех языках программирования практически одинаковы.

Методы программирования и проектирования следует изучать на основе определенного языка программирования. Проектирование, программирование и отладка не относятся к навыкам, которыми можно овладеть абстрактно. Вы должны писать программы на каком-то языке и приобретать практический опыт. Это значит, что вы должны изучить основы какого-то языка программирования. Мы говорим “основы”, так как времена, когда все основные промышленные языки программирования можно было изучить за несколько недель, ушли в прошлое. Для обучения мы выбрали подмножество языка С++, которое лучше всего подходит для разработки хороших программ. Кроме того, мы описываем свойства языка С++, которые невозможно не упомянуть, поскольку они либо необходимы для логической полноты, либо широко используются в сообществе программистов.

0.2.3. Переносимость

Как правило, программы на языке С++ выполняются на разнообразных компьютерах. Основные приложения на языке С++ выполняются на компьютерах, о которых мы даже представления не имеем! По этой причине мы считаем переносимость программ и возможность их выполнения на компьютерах с разной архитектурой и операционными системами одним из самых важных свойств. Практически каждый пример в этой книге не только соответствует стандарту ISO Standard C++, но и обладает переносимостью. Если это не указано явно, представленные в книге программы могут быть выполнены с помощью любого компилятора языка С++ и были протестированы на разных компьютерах и под управлением разных операционных систем.

Процесс компилирования, редактирования связей и выполнения программ на языке С++ зависит от операционной системы. Было бы слишком неудобно постоянно описывать детали устройства этих систем и компиляторов каждый раз при ссылке на выполнение программы. Наиболее важная информация, необходимая для использования интегрированной среды разработки программ Visual Studio и компилятора Microsoft C++ под управлением операционной системы Windows, приведена в приложении В.

Если вы испытываете трудности при работе с популярными, но слишком сложными интегрированными средами разработки программ, предлагаем использовать командную строку; это удивительно просто. Например, для того чтобы скомпилировать, отредактировать связи и выполнить простую программу, состоящую из двух исходных файлов,

и , с помощью компилятора GNU C++ под управлением операционной системы Unix или Linux, выполните две команды:

Да, этого достаточно.

0.3. Программирование и компьютерные науки

Можно ли свести компьютерные науки к программированию? Разумеется, нет! Единственная причина, по которой мы поставили этот вопрос, заключается в том, что люди часто заблуждаются по этому поводу. Мы затрагиваем множество тем, связанных с компьютерными науками, например алгоритмы и структуры данных, но наша цель — научить программировать, т.е. разрабатывать и выполнять программы. Это изложение и шире, и уже, чем общепринятая точка зрения на компьютерные науки.