Pulpcode

捕获，搅碎，拼接，吞咽

0%

2014年终技术总结之从输入和输出的角度理解编程

发表于 更新于 分类于 Valine：

首先我想引用《Unix编程艺术》中的几段话，我太爱这本书了。

在输入输出方面，Unix传统极力提倡用简单，文本化，面向流，设备无关的格式。在经典的Unix下，多数程序都尽可能采用简单过滤器的形式，即将一个输入的简单文本流处理为一个简单的文本流输出。

Unix中，文本流之于工具，就如同在面向对象环境中的消息之于对象。文本流界面的简洁性加强了工具的封装性。

要想让程序具有组合性，就要使程序彼此独立。在文本流这一端的程序应该尽可能不要考虑文本流另一端的程序。将一端的程序替换为另一个截然不同的程序，而完全不惊扰另一端应该很容易做到。

下面我从几个不同的方面，来讲述自己对输入输出的理解

Unix命令

经常使用linux和unix的同学，已经习惯于在命令中用管道链接输入和输出。

command1 | command2 paramater1 | command3 parameter1 - parameter2 | command4

这里需要注意的是，你的命令一定能向标准流输入，并从标准流中读入，才能用管道相连。

# 读出test.sh文件内容，通过管道转发给grep 作为输入内容
cat test.sh | grep -n 'echo'

c语言重定向

上大学的时候，学到c语言的输入输出重定向是一件很神奇的东西。

比如这个程序会在标准输出流输出一段文本：

dbl_out

而使用如下命令执行此程序，将会使文本输出到文件中。

dbl_out>outfile

c程序并不关心它的输出会到哪，也不会在意输入输入是从哪来的，它只要做它该做的就行了。

而且在shell中，每个进程都和三个系统文件相关联：标准输入stdin，标准输出stdout和标准错误stderr，三个系统文件的文件描述符分别为0，1和2。

SQL语句

我之前写过一篇文章讨论子查询: sql知识总结之子查询

因为sql语句其本身就是在处理表，在一个二维表中查询，或者返回一个二维表作为结果。

而将这些输入输出连接起来，就是所谓的子查询。

函数调用

一般的函数，都会有参数，和返回值，我们可以将参数理解为一个函数的输入，而将返回值理解为一个函数的输出。

说个比较夸张的写法，如果有一个函数，能够将一个数字+1后返回。

1
2
def add(i):
    return i+1

那么我可以用这种夸张的方法得到一个6:

1
six = add(add(add(add(add(add(0))))))

看我用输入和输出将它们连接起来了。

比如之前我在工作中需要写一个功能，将一个整型值转化为枚举，再将枚举转换为一个英文字符串，再将这个英文字符串转化为中文字符串。

我分别实现了这些函数，最后用输入输出将它们相连接。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
// 各种函数声明
Enum IntToEmun(int i);

string EnumToEString(Enum enum);

string EStringToCString(string estring);

// 虽然这只能说是函数的嵌套调用，但它确实表达出了输入和输出的思想
string cstring = EStringToCString(EnumToEString(IntToEmun(2)));

当然，因为一个函数是可以有多个参数的，所以如果你足够骚包，完全可以对这种多参数的函数用函数嵌套调用，用输入输出连接成一棵树。当然，这样写还真不如去玩lisp。

递归

大学学递归的时候，我常常不能在大脑中构建一种正确的模型去理解递归到底是什么，当我试图从输入输出的角度去理解递归时，我变得豁然开朗。

就拿下面两个简单的递归程序来说吧，它们本身都有自己的输入（函数参数）和输出（返回值）。我们讨论递归时，常常说的“自己调用自己”，其实就是在函数自身调用的时候，栈不断的生长，向下一个调用所要输入。在栈弹出的时候，又在向上一个调用给输出。你可以理解为在生长的过程中，构建了输入和输出的模型

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
def fib(n):
    """
    递归版斐波那契数列
    """
    if n <=2:
        return 1
    else:
        return fib(n-1) + fib(n-2)
def factorial(n):
    """
    递归版阶乘
    """
    if n < 1:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n-1)

更多关于递归的讲解，请关注我的系列博客-跟我一起写递归

lisp

lisp程序被一种称为S-表达式的东西组成。

默认的一段s-表达式会被求值（除非你定义其它求值方式，或者干脆不让其求值），会将第一个位置当作函数，将其与的部分，当作函数参数。

因为s-表达式又是结构递归的，所以所有未求值的函数参数又会用相同的方式进行求值（其本身可能又是另一个函数调用）。

1
2
3
4
5
6
7
8
(+ (- 5 1) (+ 3 7))
;; 14
(list 1 (+ 2 3))
;; (1 5)
(if (listp 1) (+ 1 2) (+ 3 4))
;; 7
(list (and (listp 3) t) (+ 1 2))
;; (nil 3)

我眼中的lisp程序就是用括号结构，将输入输出连接起来，而且你可以控制这种求值方式。

结束

因为本文主要是为了展示一种输入输出的思想，所以大部分内容只是介绍，没有深入讨论，而且有些模块我是在独立的文章中已经讨论过了，所以不便重复。

写本文的目的是因为在开发的过程中经常能感受到这种编程思想。所以忍不住去总结一下。