Польза не во многих, но в хороших книгах.

Сенека

Все мы прекрасно понимаем: чтобы стать профессиональным программистом, необходимо читать специализированную техническую литературу. Но на сегодняшний день доступно огромное количество различных изданий по программированию. Целой жизни не хватит, чтобы одолеть и половину из них. Какие же книги нужно читать в первую очередь? Без каких книг нельзя обойтись? В этой статье мы расскажем о тех трудах великих авторов, с которыми должен быть знаком каждый профессиональный разработчик.

С. Макконнелл «Совершенный код»

Пишите код так, как будто сопровождать его будет склонный к насилию психопат, который знает, где вы живете.

Сложно найти гуру программирования, который не читал «Совершенный код» Стива Макконнелла. Действительно, одна книга, хоть и немаленькая (чуть менее 900 страниц), покрывает практически все аспекты разработки ПО: от рецептов написания высококачественного кода, механизмов тестирования и отладки до стратегий оптимизации кода и психологических факторов, влияющих на разработку. Представь себе: библиография книги занимает 20 страниц и содержит более 500 источников! Книга «Совершенный код» — одно из самых полезных и, как следствие, популярных изданий по разработке ПО. Она неоднократно доказала это, возглавляя рейтинги книг по программированию (goo.gl/3q0kx). Благодаря простой манере изложения, особому стилю и чувству юмора Стива книга читается очень легко.

Говоря о проектировании и конструировании программных систем, Макконнелл выделает Главный Технический Императив Разработки ПО — управление сложностью. Простота и ясность исходного кода и архитектуры системы определяют ее качество. Большая часть книги посвящена написанию высококачественного кода. Макконнелл, как никто другой осознавая значимость мелочей, детально описывает все правила, которыми необходимо руководствоваться при написании хорошего кода. Необходимый уровень абстракции, разработка качественных интерфейсов классов и пакетов, написание высококачественных методов, выбор удачных имен переменных, упрощение управляющих структур, комментирование кода — ничто не ускользает от внимания автора. Например, общим принципам использования переменных отведен целый раздел книги более чем на 100 страниц. Только вопросу выбора имен переменных посвящена целая глава на 30 страниц. При этом все правила и советы даются исключительно с практической точки зрения.

В части, в которой говорится о качестве ПО в целом, Макконнелл формулирует Главный Закон Качества ПО: повышение качества системы снижает расходы на ее разработку. Причина ясна — большую часть времени программисты занимаются чтением и отладкой написанного кода, тогда как на собственно написание уходит около 10% рабочего времени. Поэтому поддержание качества кода системы на высоком уровне экономит много времени и тем самым повышает КПД программиста.

Автор не обходит вниманием и различные методики разработки. Подробно описывается парное программирование, ревизии кода, формальные и неформальные инспекции, разработка на основе тестирования. «Рефакторинг» — единственная глава книги, которую можно назвать «слабоватой». При рассмотрении методов рефакторинга приводится лишь длинный список его видов из книги М. Фаулера «Рефакторинг». При этом нет ни одного конкретного примера кода. Раздел носит скорее ознакомительный характер.

Говоря о повышении производительности ПО, автор приводит убедительные доводы против преждевременной оптимизации, когда программист в процессе разработки интуитивно распознает «узкие» места в программе и незамедлительно принимает меры по оптимизации в ущерб качеству кода. Приводимая статистика показывает, что в 9 из 10 своих предположений программист ошибается.

Подвести итоги можно словами Джона Роббинса: «Это просто самая лучшая книга по конструированию ПО из всех, что когда-либо попадались мне в руки. Каждый разработчик должен иметь ее и перечитывать от корки до корки каждый год. Я ежегодно перечитываю ее на протяжении вот уже девяти лет и все еще узнаю много нового!»

М. Фаулер «Рефакторинг»

Написать код, понятный компьютеру, может каждый, но только хорошие программисты пишут код, понятный людям.

М. Фаулер

Практически любое издание о рефакторинге ссылается на книгу Мартина Фаулера «Рефакторинг». Действительно, в этой книге Фаулер сделал невозможное — в предельно понятной форме донес до читателей почти полностью исчерпывающее описание понятия «рефакторинг», его назначение, особенности и методы реализации.

При немалом объеме (400 страниц) книга читается буквально за пару вечеров, от нее просто невозможно оторваться. Главная причина головокружительного успеха книги — ее практическая направленность. Все мы знаем, что самая сложная задача при подаче материала — привести хороший показательный пример. В этом Фаулеру нет равных. Книга начинается с примера улучшения программы, который сразу с головой затягивает читателя в мир рефакторинга. Всего 40 страниц примера дают нам вполне конкретное представление о рефакторинге, его целях, принципах и основных методах реализации. Мартин определяет рефакторинг как «изменение во внутренней структуре ПО, имеющее целью облегчить понимание его работы и упростить модификацию, не затрагивая наблюдаемого поведения». Но когда необходимо проводить данное изменение? Какой код должен подвергаться переработке? Автор дает исчерпывающие ответы на эти вопросы. Он вводит правило «трех ударов»: «После трех ударов начинайте рефакторинг». То есть когда вы делаете что-то аналогичное в третий раз, это сигнал для начала рефакторинга. Раздел «Код с душком» дает нам четкое представление о том, какой же код требует улучшения. К признакам такого кода относятся: длинный метод, большой класс, длинный список параметров метода, дублирование кода, операторы типа switch, временные поля, отказ от наследства, неуместная близость классов и многое другое.

Фаулер, как сторонник TDD (Test-driven development), посвящает главу книги созданию автоматических тестов и описанию среды JUnit. Если обнаружена ошибка, сначала необходимо написать автоматический тест, выявляющий ее, и лишь затем проводить исправление. Это позволит в будущем не наступать на одни и те же грабли. Аналогично перед проведением рефакторинга следует написать тест для улучшаемого кода, чтобы обеспечить неизменность его поведения.

Бо́льшую часть книги занимает каталог методов рефакторинга. Он содержит разделы, посвященные составлению методов, перемещению функций между объектами, организации данных, упрощению условных выражений и вызовов методов, решению задач обобщения и крупным архитектурным рефакторингам. Многие из методов рефакторинга автоматизированы в популярных IDE. Например, Visual Studio предоставляет возможности по автоматическому выделению метода (ExtractMethod), удалению параметра (RemoveParameter), выделению интерфейса (ExtractInterface) и пр. В качестве крупных рефакторингов уровня системы Фаулер приводит следующие: разделение иерархии наследования, выполняющей более одной задачи, преобразование процедурного подхода к проектированию в объектно-ориентированный подход, отделение предметной области от уровня представления, а также выделение иерархии, подразумевающее разбиение большого класса на целую иерархию значительно меньших по размеру и более специализированных подклассов.

Прочитав эту книгу, большинство программистов изменяет свой подход к написанию кода. Они становятся более грамотными, аккуратными и внимательными к своему творению. Книга обязательна к прочтению для всех программистов, стремящихся к совершенству в своем ремесле.

Э. Гамма, Р. Хелм, Р. Джонсон, Д. Влиссидес «Паттерны проектирования»

Проектирование объектно-ориентированных программ — нелегкое дело, а если их нужно использовать повторно, то все становится еще сложнее.

Э. Гамма

Спросите у опытного разработчика, какую книгу по объектно-ориентированному программированию вам обязательно стоит прочитать. В абсолютном большинстве случаев он посоветует именно эту. В отношении данной книги слово «бестселлер» звучит недостаточно выразительно, ведь с момента ее выпуска было продано уже более полумиллиона экземпляров на английском и тринадцати других языках!

Очень часто начинающий разработчик самостоятельно берется за решение уже более тысячи раз решенной до него задачи проектирования и изобретает очередную разновидность пятиколесного велосипеда, истинно гордясь своим «новшеством». Владение языком паттернов позволяет решить множество задач проектирования наиболее оптимальным способом, затрачивая при этом минимум усилий. Всего двадцать описанных в книге паттернов предоставляют инструментарий для решения огромного спектра задач проектирования ПО. Материал книги довольно сложен и требует от читателя определенных знаний в области объектно-ориентированного проектировании. Для освоения паттернов недостаточно просто прочитать книгу, необходимо основательно над ней «попотеть». Впрочем, твои усилия не пройдут даром. Книга содержит 350 страниц и состоит из двух частей. В первой части дается общее понятие паттернов проектирования, описывается их практическое применение на примере создания визуального редактора документов Lexi. Вторая часть книги содержит каталог паттернов с подробным описанием назначения, структуры, особенностей реализации и примерами применения каждого паттерна.

Коллектив авторов известен как Gang of Four («Банда четырех»), поэтому представленные в книге паттерны называют GoF. Авторы разбивают все множество представленных паттернов на три группы: порождающие паттерны, структурные паттерны и паттерны поведения. Порождающие паттерны решают задачу инстанцирования (создание экземпляров) классов. К самым популярным паттернам в данной группе можно отнести AbstractFactory (абстрактная фабрика), FactoryMethod (фабричный метод) и Singleton (одиночка).

Структурные паттерны предназначены для решения вопросов компоновки системы на основе классов и объектов. К ним относятся такие важнейшие паттерны, как Adapter (адаптер), Bridge (мост), Composite (компоновщик), Proxy (заместитель) и Façade (фасад). Паттерны поведения связаны с алгоритмами и вопросами распределения обязанностей между классами. Здесь необходимо упомянуть Strategy (стратегия), TemplateMethod (шаблонный метод), Observer (наблюдатель), Command (команда) и Iterator (итератор).

Единственное, что может смутить читателя, — некоторые примеры в книге написаны на малоизвестном на сегодняшний день языке программирования Smalltalk, а для изображения диаграмм классов вместо привычного UML используется OMT (Object Modeling Technique).

Гуру ООАиП Мартин Фаулер пишет: «Паттерны GoF — это лучшая из когда-либо изданных книг по объектно-ориентированному проектированию. Эта книга чрезвычайно влиятельна в индустрии программного обеспечения — только посмотрите на библиотеки Java и .NET, которые буквально кишат паттернами GoF». Не существует специалиста в области объектно-ориентированного проектирования, незнакомого с паттернами GoF, а если такой и есть, то в этом случае его, скорее всего, нельзя назвать специалистом.

Р. Мартин «Чистый код»

Умение писать код — тяжелая работа. Она не ограничивается знанием паттернов и принципов. Над кодом необходимо попотеть.

Р. Мартин

«Чистый код» — одна из наиболее удачных книг, посвященных написанию высококачественного кода. Размер книги — 360 страниц, не считая приложений. При этом она настолько увлекательна и доступна, что за два-три вечера запросто прочитаешь ее от корки до корки. В дружеской манере «дядюшка» Боб рассказывает нам, какими же принципами нужно руководствоваться, чтобы писать хороший код. Книга изобилует примерами из реальных приложений, с которыми автор сталкивался в своей практике. Среди них такие известные продукты, как JUnit, FitNesse, JDepend, Ant и TomCat.

Книга разделена на три части. Первая часть — теория написания «чистого» кода: приемы, паттерны и принципы, которым необходимо следовать разработчику. Вторая часть носит практический характер и подробно описывает сам процесс «чистки» кода существующих приложений. Третья часть подводит итоги всей книги и содержит перечень «запахов кода» и методов их устранения.

В теоретической части подробно описываются принципы именования переменных, методов и классов, правила создания функций, написания комментариев, форматирования кода, принципы обработки ошибок и написания модульных тестов. Целый раздел посвящен особенностям создания многопоточных приложений. Роберт дает понять, что хорошо написать код недостаточно.

Необходимо поддерживать его чистоту с течением времени, чтобы предотвратить «загнивание». Поэтому он вводит «правило бойскаута»: «Оставь место стоянки чище, чем оно было до твоего прихода». То есть с каким бы участком кода мы ни работали, нужно пытаться в итоге сделать его качественнее, чем он был. В таком случае, код не будет загнивать и останется чистым.

При создании функций во главу угла ставятся компактность, правило одной операции и одного уровня абстракции — очевидные на первый взгляд принципы, которые так часто нарушаются программистами. Будучи ярым адептом TDD, Мартин указывает на важность «чистоты» не только кода конечного продукта, но и кода модульных тестов. Он иронически замечает: «Какими отличительными признаками характеризуется чистый тест? Тремя: удобочитаемостью, удобочитаемостью и удобочитаемостью».

Пожалуй, единственный недостаток книги — это ее Java-ориентированность. Все представленные примеры написаны исключительно на языке Java. При этом большое количество советов и «запахов кода» характерны в основном для Java-кода.

В начале книги Роберт приводит ответы мэтров программирования на вопрос, что же такое «чистый код». Грэди Буч отвечает: «Чистый код прост и прямолинеен. Чистый код читается, как хорошо написанная проза. Чистый код никогда не затемняет намерения проектировщика; он полон четких абстракций и простых линий передачи управления». Программисты, которые стремятся писать «чистый код», просто обязаны прочитать эту книгу.

Д. Кнут «Искусство программирования»

Лучший способ в чем-то разобраться до конца — это попробовать научить этому компьютер.

Д. Кнут

Программист, у которого нет книги «Искусство программирования», как священнослужитель, у которого нет Библии. Монографию Дональда Кнута часто называют «Библией программиста». Она содержит подробное описание и анализ важнейших фундаментальных алгоритмов, используемых в информатике, а также множество практических задач для усвоения и закрепления представленного материала. Журнал American Scientist включил работу Кнута в список двенадцати лучших физико-математических монографий XX века наряду с работой Эйнштейна по теории относительности. Успех книги определило качество изложения и глубина анализа общих вопросов программирования.

Кнут начал работу над «Искусством программирования» еще в 1962 году. По замыслу автора монография должна состоять из семи томов. Пока было издано три первых тома, а также первая половина четвертого. Все изданные на сегодняшний день материалы составляют почти 3000 страниц. Читать книгу совсем не просто (как, впрочем, и Библию), главным образом потому, что все примеры рассматриваются на низкоуровневом языке программирования — ассемблере для гипотетического выдуманного автором компьютера MIX. Поэтому у программиста вряд ли получится использовать книгу в качестве набора готовых рецептов для решения конкретных задач. Эта книга дает программисту не рыбу, а скорее хорошую удочку, с помощью которой он сможет не без определенных усилий самостоятельно наловить рыбы.

Первый том посвящен основным алгоритмам и состоит из двух глав. Первая глава подготавливает читателя к работе над книгой. Здесь рассматриваются основные математические понятия и теоремы, на которых базируется весь материал. Читатель знакомится с «полиненасыщенным компьютером» MIX, его архитектурой и его языком ассемблера. Вторая глава посвящена информационным структурам и алгоритмам работы с ними. Здесь рассматриваются деревья, многосвязные структуры, линейные списки, в том числе стеки, очереди, деки, циклические и дважды связанные списки и прочее.

Второй том включает в себя третью и четвертую главы. Третья глава посвящена работе со случайными числами и последовательностями. В четвертой главе описываются вопросы арифметики, а именно различные виды систем счисления, арифметика чисел с плавающей точкой и рациональных чисел, полиномиальная арифметика и другое. Третий том посвящен алгоритмам сортировки и поиска (соответственно, главы 5 и 6). Из четвертого тома опубликованы материалы седьмой главы, описывающей вопросы комбинаторного поиска.

Исходя из планов автора, в четвертый том также войдет восьмая глава, в которой рассматриваются рекурсивные алгоритмы. Пятый том будет содержать материалы по синтаксическим алгоритмам, в том числе по лексикографическому и синтаксическому поиску. Ожидающие издания шестой и седьмой тома будут посвящены теории языков и компиляторам.

В своем отзыве о работе Кнута Билл Гейтс сказал: «Если вы считаете себя действительно хорошим программистом… прочитайте „Искусство программирования“ (Кнута)… Если вы сможете прочесть весь этот труд, то вам определенно следует отправить мне резюме». Цитата лишний раз подчеркивает, что, несмотря на сложность материала, настоящий профессионал обязательно должен осилить труд Дональда Эрвина Кнута «Искусство программирования».

Э. Хант, Д. Томас «Программист-прагматик»

Программисты-прагматики не уклоняются от ответственности. Вместо этого они испытывают радость, принимая вызовы и распространяя свой опыт.

Эндрю Хант

Книга «Программист-прагматик» полностью оправдывает свое название. Викисловарь говорит, что прагматик — это тот, «кто ставит практическую полезность, выгоду выше всего». Программисты-прагматики ориентируются в первую очередь на практическую успешность реализуемых проектов. Авторы на основании своего богатейшего опыта программирования создали структурированный набор практических советов для программистов. Небольшой размер книги (270 страниц) говорит о высокой концентрации важной для программиста информации.

Практически все излагаемые в книге темы поясняются выразительными аналогиями, которые порой поражают своей точностью. В книге проводятся параллели между некачественным кодом и теорией разбитого окна, столярным делом и работой программиста, вождением автомобиля и написанием кода, стрельбой трассирующими пулями и созданием прототипов ПО, хождением по минному полю и программированием в расчете на стечение обстоятельств. В конце каждого раздела приводятся вопросы для обсуждения и упражнения, что лишний раз подчеркивает практическую направленность книги.

Одним из самых замечательных принципов программирования, которым мы обязаны авторам, является принцип DRY (Don’t Repeat Yourself), что в переводе на русский означает: «Не повторяй самого себя». Это значит, что каждый фрагмент знания должен иметь единственное и однозначное представление в системе. Следование данному принципу позволяет повысить надежность, доступность и простоту сопровождения программного продукта.

В главе, посвященной общей философии прагматичного программирования, мы узнаем, каким авторы видят программиста-прагматика: он всегда принимает ответственность за свой код, следит за состоянием своего продукта, постоянно совершенствуется, общается и находит компромисс с пользователями. Глава «Прагматический подход» говорит об общих методиках разработки и оценки трудоемкости проектов. Важнейшая глава «Гибкость против хрупкости» рассказывает, каким же образом необходимо создавать действительно гибкие и устойчивые к изменению системы. Из главы «Перед тем, как начать проект» можно узнать о процедуре формирования и утверждения требований к системе. «Прагматические проекты» знакомят нас с критическими аспектами создания реальных проектов, такими как работа в команде, тестирование и формирование документации.

Единственное, что может подпортить впечатление о книге, так это недостаточно качественный перевод на русский язык и наличие множества опечаток. Книгу лучше всего читать в оригинале на английском языке. Нельзя не согласиться с отзывом Кента Бека: «Главное в этой книге то, что она поддерживает процесс создания программ в хорошей форме. [Книга] способствует вашему постоянному росту и явно написана людьми, знающими толк в программировании». Если вы стремитесь к постоянному росту как программист, эта книга обязательна к прочтению.

Заключение

Значение хороших книг по программированию сложно переоценить. Каждая из описанных книг позволяет совершить огромный скачок в развитии. «Искусство программирования» закладывает прочный фундамент, обучая нас фундаментальным алгоритмам и приемам программирования. «Совершенный код» позволяет выйти на новый качественный уровень конструирования ПО. «Чистый код» и «Рефакторинг» учат нас внимательнее относиться к качеству кода и поддерживать его в идеальном состоянии. «Программист-прагматик» подсказывает, как же реально добиться практического успеха при разработке ПО. «Паттерны проектирования» вооружают тяжелой артиллерией паттернов для решения множества задач проектирования.