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如何编程软件(编程序入门)

爱搭配1周前 (11-24)生活技巧99

假期在家待得怎么样?是不是天天过着衣来伸手饭来张口的日子,当然也时常伴随着妈妈的“嫌弃”和“唠叨”?哈哈~

文章来源:博学谷

接下来,丫姐跟你说一件丫姐在过年期间发生的有意思的事儿:

小侄子:姑姑,你会不会编程?

我答:会啊...

小侄子:那你教教我呗,教我怎么成为网上说的那个黑客?用一台电脑,黑框框,敲一堆看不懂的字符,随时可以把别人账户里的钱偷走的。

我答:这犯法吧...

这时候二叔走过来说:不就是那个少儿编程嘛,我孙子就在学这个。

婶婶也来凑热闹说:啊,我邻居家孩子就是学编程的,一个月3、4万块呢,还风不吹雨不淋的。

我答:现在编程是潮流,国家也开始鼓励青少年学习编程,培养编程思维了。今后社会会越来越面向智能化,不了解这个东西,慢慢就落伍了。

婶婶:那你也给我们讲讲吧,我们也学学...

我:吧啦吧啦开始讲一堆…

除此之外,还有一些朋友通过一些视频和段子,对编程有了自己的理解。

于是他们会问我程序员都脱发么? 能不能写个机器人出来...不知不觉中,编程似乎已经家喻户晓。

虽然大家对【编程】理解的都不同,但是每一个人都正在或即将接受着编程的相关知识(包括一些老年人和孩子)。那么,编程到底是个啥东西?你确定你都了解么?

接下来,丫姐就通过以下几个关卡,带你全面、正确的认识一下编程。

第一关 编程初印象

1.1 为什么会产生编程?

大家都说,艺术源于生活,那你知道【编程】来源于哪里么,为什么会产生【编程】?

当代大学生、打工仔每天都会纠结同一件事,那就是吃什么?

由于工作地点离家很远,早上时间不充裕或寝室根本没法开火,不想出门等因素,我们不能自己做饭。于是,一项“生活需求”应运而生--外卖。

所以,外卖就是源于我们在生活中的需求,而点外卖就是通过【编程】来实现的。

再比如,超市收银。

假设,顾客买了100件东西,如果使用计算器加来加去,既浪费时间又有可能算错。但如果使用编程完成一个软件那就不同了。你应该看到过超市收银的那个设备吧,其内部的系统也是使用【编程】完成的。扫码得到价格,并使用程序自动执行加法,最后还可以提示找零金额。速度快还省人力物力。

此外,还有医院的挂号系统,你每天使用的/支付宝等等,都是编程的杰作。

原来,【编程】就是源于我们的生活需求,是为了使我们的生活更加便利,且我们每一个人都直接或间接地参与了编程中的某个环节。

如果你还是觉得有些懵懵懂懂,那我们再来看一张图:

图中的【思维】,就是我们需要的各种需求,也就是想要计算机帮我们做什么事。

图中的【表达】,就是计算机能够看懂的指令 0和1。

而如何将思维表达出来,让计算机执行,就需要我们(程序员)来完成了。

这也就是丫姐要谈的第二个问题,编程的宏观定义。

1.2 编程的概念

用一句话来解释【编程】就是:编写出让计算机能够执行某件事的代码。

再详细一点描述,就是为了完成某项需求,将解决问题的步骤,用计算机能够理解的语言写成指令, 这就是【编程】。

所以,我们可以看出编程共有这么几个部分:

1)需求--想要解决的问题或想要完成的任务;

2)把这个需求变现成计算机能够读懂的代码;

3)计算机执行代码,实现需求。

那接下来请你思考:编程中最重要的【核心】是什么呢?

对,就是上述我们提到的第2个部分,解决了这个问题,也就成功了80%。

至于怎么解决嘛,嘿嘿,不要着急,我们先来稍作休息,喝喝水,放松一下精神,进入下一关。

第二关 从生活视角理解编程

欢迎来到第二关,本关我们继续来聊聊上一关卡末尾留下的悬念。

那就是,如何将【需求】一步一步编写成计算机能够读懂的代码,也就是【逻辑】。

其实,在我们对编程领域的东西知之甚少的时候,大可不必去看一些专业性强的科普文章,因为里面的专业术语会让你觉得晦涩难读,产生畏难情绪。

所以,贴心的丫姐选择使用我们生活中最常见的场景带你去体会一下,什么是【逻辑】?什么是【步骤】?什么是【流程】?

2.1 计算机中的【步骤】与【逻辑】

场景1:假如,今天早上我想吃煎鸡蛋,但是我并不知道怎么做。于是我找了一份菜谱,如下:

从菜谱中,可以看出,只要我们按照操作菜谱的【步骤】完成,最后就应该可以得到一份煎鸡蛋。

这个菜谱也可以理解为, 只需要按照这个12345来, 最终就会完成相应的任务。

但此时肯定会有小盆友有疑问:不对啊,我照着做了也没做好这个煎鸡蛋啊,反而成了黑暗料理...为什么呢?

哈哈,这个疑问是正确的。因为我们光有【步骤】还不行,还需要有【逻辑】。

那什么是【逻辑】呢?我们一起来看场景2。

场景2:记录我的一天都做了什么。日记如下:

从日记中,我们可以看出有三种逻辑,分别是顺序,分支和循环。

顺序结构:先做什么,再做什么。

比如,早晨起床,先刷牙,再洗脸。

比如,日常上班先打卡,到工位,再打开电脑,写代码。

分支结构:判断条件,选择条件。

比如,没有雨就不带雨伞,下雨了就带伞。

比如,碰到上司,就说领导早上好(谄媚表情);碰到同事,就说吃早饭了没(微笑)。

循环结构:反复做一系列的操作。

比如,代码出了问题,要调试,修改,再调试,再修改,再调试,再修改......直到问题解决。

那么当【逻辑 步骤】时,就组成了一个新的名词,叫【流程】。

所以,在煎鸡蛋的场景中,有小盆友疑惑鸡蛋做不成是对的。

因为我们还需要【逻辑判断】,比如,煎鸡蛋是中小火还是多大火?多少算是适量酱油?如果每一个步骤上都加上该有的逻辑,最后程序就不会出错。

2.2 计算机中的【流程】

好,下面就是如果让计算机帮你煎鸡蛋,会是什么样的流程。

你会发现流程十分严谨,它并不像我们看的菜谱一样随意。

严谨是好的吗?当然是,如果不严谨,你银行账户里就可能随便丢钱,到时候,你可是要哭鼻子的哦~~

好,以上就是丫姐用两个生活场景给你解释了-- 编程都是做些什么。

我们再来总结一下:编程,其实就是将我们的需求化为一个个【流程】,写到计算机中,让计算机帮我们执行。

怎么样?是不是很通俗?想不想继续挑战一下?

在程序员的眼中,什么是编程呢?请看下一关卡。

第三关 从专业角度认识编程

欢迎来到第三关,本关丫姐会再说一说程序员眼中的编程,也就从专业角度看编程是什么。

温馨提示:本关卡涉及到的专业名词较多,不过不要担心,丫姐都会给你一一解释清楚...

3.1 数据结构

言归正传,有一本书的名字叫《Algorithms Data Structures = Programs》,书名其实就是专业角度的编程定义。

翻译成中文就是《算法 数据结构=程序》,这里提到了两个专业名词,【算法】和【数据结构】。

首先,我们先来说说什么是【数据结构】。

数据结构其实就是数据存储的方式。所谓 存储 就是将数据保存下来,百思特网以防丢失。

下面我们不妨用几个生活中的例子来理解一下:

火车站售票口排队的人群

旅客站成一队等待买票,排最前面的,先能买到票。站在最后面的,最后能买到。

如果我们把旅客看作是数据,这种数据结构就是【队列】。

特点是:先进先出。

小时候玩的玩具枪

玩具枪可以上一颗颗圆圆的子弹,向弹夹里装子弹的时候,是一颗一颗压下去的。但是射击的时候,最后压进去的子弹最先出来,最先压进去的子弹最后才出来。这种结构就是【栈】。

特点是:先进后出。

电脑的文件夹

文件夹可以包含有多个子文件夹和文件,子文件夹又可以再包含下一层的子文件夹和文件。

这个结构可以理解为【树型结构】。文件是树的“叶子“节点,子文件夹可以是树的分支,也可以是”叶子“。

特点是:分支和层级关系。

这时候,肯定有小伙伴又有疑问了,要这么多数据结构干什么?有什么用吗?

答案是肯定的,因为数据结构的存储方式不同,就决定了要执行任务的顺序以及速度不同。如果使用合适的数据结构会让你的程序性能达到最优。

3.2 算法

现在,我们再来说说【算法】。

算法,就是能够解决问题的方法。

这样说似乎有些抽象,我们举个例子来说,比如,我们要去人群里面找“穿蓝衣服、白裤子的男人“,人群人数很多,一眼找不到。那么要怎样找到呢?

有很多种方法,这里丫姐简单来说两种:

第一种:

先找穿蓝衣的

再从蓝衣服中找穿白裤子的人

判断是不是男人

第二种:

先把女的都排除掉

不是蓝衣服的排除掉

不是白裤子的排除掉

以上两种方法,最后都能达到我们的目的,两种都是算法。那么它们有什么优劣之分吗?

这需要看我们的面对的群体(数据)是什么样的:如果这个群体中女人居多,那么第二种方法则优势明显。

所以,在编程中,我们一直都在致力于寻找解决问题的最优算法。

说到这里,丫姐突然想起一个笑话,讲给你听。

一个程序员下班,他老婆打来电话说:「你下班后去超市买十个苹果回家,如果看到西瓜,就买一个。」

结果,程序员回来的时候只带了一个苹果回家,他的可怜下场不可可知。但导致他犯错误的思考逻辑却正是编程中的算法逻辑:「若没看到西瓜,就买十个苹果;若看到西瓜,则买一个苹果。」

总的来说,【算法】就是运用逻辑来解决问题。而将算法和数据结构结合起来,就是程序。而程序的设计,就是编程。

这个时候你可能又会想,那编程到底是一门知识,还是一种能力呢?

丫姐认为,【懂编程】是计算机知识积累的结果,但是【能编程】则是一种实践能力。

这就类似于:有些人汽车知识了解一大堆,但却不能开车上路。所以理论还是要和实践相结合呦~

好,真正知道编程到底是个啥之后,下一关丫姐会继续给你科普一些关于编程,你不知道的冷知识,标准让你张大嘴巴~

第四关 科普编程知识

欢迎来到第四关,本关我们主要科普一些编程常识,让你对编程理解的更透彻,也能拥有更多饭后谈资~

常识1:编程是谁发明的,如何演变的?

这个可就说来话长了,听丫姐细细给你道来。

你知道么?很久以前,在电子计算机诞生之前,计算机这个角色是由(女)人来扮演的。

因为大多数计算都是由人类女性,手工完成的,所以这些女人被统称之为「computers」。

但后来大家发现人计算既浪费时间,又存在误差,于是慢慢研究出一种东西,叫做【真空管】。

这些真空管有一个有趣的特性:用三个针脚可以控制真空管两端节点的电流。这使得真空管在处理模拟信号方面是可行的,真空管可以控制机器和传输模拟信号。

后来,数学家意识到,如果能够使用布尔运算,理论上就可以创建执行这些运算的机器。于是,人们使用这种理论构建了一些【机械式计算机】,但是由于机械计算机的速度太慢而且成本高昂,所以没有真正的应用。

下图就是【机械式计算机】:

接下来,是【固态晶体管】,能提供与真空管相同的功能,但它们更小,更便宜并且能够持续更长时间。所以电脑开始变得越来越便宜,越来越广泛。

但由于操作员(程序员)不得不坐在终端前,打开闭合开关,非常不方便,所以后来又发明出了穿孔打卡的方式,能够更简单方便地切换开关。

下图就是打出来的纸孔。打孔的卡上面有很多排线,每条线都有可以打的孔,这些线和开关相互匹配。

现在开始,人们不再天天操作那些乏味的开关了,改为程序员们去打孔了。每一条线,都代表着不同的指令。有个机器,可以连接到计算机读取这些指令。

就这样,我们就可以在【打孔卡】上面写程序啦。这减少了相当多的工作,写出一个百思特网卡片能使用相当久,也避免了重复造轮子问题。

再后来,天才格雷斯霍珀(Grace Hopper)姐姐,后被人们称为“计算机程序之母“,她想出了一个很棒的点子。

她提出可以设计一种程序,让人们可以用类似英文的语法,把想做的事写下来,然后用这个程序把英文翻译成机器的语法,交给机器去执行。

于是,她发明了世界上第一个【编译器】 (Compiler),名字叫做 A-0。当时是没有任何组合语言及程序语言存在的,所有的程序设计人员都要把【程序】翻译成【机器码】,01101010110 这样的形式,在纸上打孔,再送到机器里去读。

编程语言因为 A-0【编译器】而迎来了曙光。虽然它只是科技史上的一小步,但是真的是革命性的,它改变了人类对于编程的思考方式,创造了抽象的思维方式。这意味着人们可以在更高的层次上思考。也改变了人们对如何编写程序的想法。

之后也就慢慢衍生出今天的编程来...

常识2:编程语言和编程是一个概念吗?

所谓编程语言,其实就是某一种计算机可以读懂的语言,它也是有发展历程的,你感不感兴趣?

坐好小板凳,听丫姐好好给你讲。

最先出生的编程语言是 机器语言。它非常简单。有多简单呢?

简单到只用“1”和“0”两个数字就可以进行编程。

它也非常让人恼火。有多恼火呢?

就像把盐粒和味精混合到一起,让你挑出来混进去的一粒白砂糖。

尽管机器语言难学难懂、不可复制、编程繁杂,但速度极快。但人类通过机器语言跟计算机对话,类似于外国人用中文和中国人讲话。所以对人类而言,0.00001秒和0.00000000001秒并没有什么差别。所以,哪怕你机器语言跑得再快,也不能获得人类芳心。

于是,汇编语言 诞生了。

汇编语言,用助记符代替了机器语言中的操作码,用地址符号或标号代替了指令或操作数地址。大概就相当于,这帮学中文的外国人开始学拼音了。

不过,汇编语言所做的事情只是将机器语言做了简单的编译。所以,移植和推广依然很困难,读懂代码的设计意图也存在不小的障碍。

终于在1956年,集万千宠爱于一身、引无数程序员秃头秃的 高级编程语言 诞生了。

FORTRAN,这个出生就注定了将围绕着无数锃光瓦亮头顶的荣光语言,居然是被一个并不怎么喜欢编程的约翰巴克斯(John Warner Backus)发明出来的。

作为高级编程语言家族中长子,虽然经过了几代更迭,但依然在数百思特网值计算、科学和工程技术领域占据着强大的优势地位。老归老,但是要记住,你大爷永远都是你大爷。

当然,编程语言这东西倒也不是说越有资历就越受青睐。根据TOIBE 2019年10月发布的程序语言排行榜来看。

70年的C语言95年的Java 和 依然稳稳占据着前三的宝座,91年的Python如今势头正猛,坐上了第二的位置。

此外,排名前十的语言中:

70后C语言一枝独秀;

80后有3种语言上榜,表现最好的是83年被正式命名的C ,位列第四;

90后则有4种语言上榜,其中Java和Python表现最优,PHP与JavaScript紧随其后;

00后只有两种语言上榜,分别是C#与VisualBasic.NET。

我们有理由相信,未来将会有更丰富、更方便、更人性化的编程语言出现。也许某天,可以把人类语言直接翻译成机器语言也说不定……

所以,正在犹豫要不要学编程的小伙伴,还在等什么?赶紧学起来...

常识3:编程思维是什么?计算机思维呢?

首先,计算机思维和编程思维是一个概念,所以我们解释一个就可以了,那什么是编程思维呢?

有这么一句笑话,说学编程以前,1000是整数,学编程以后凑个整都是1024!

学术上讲,编程思维就是解决问题的算法加代码实现过程的集合。编程思维有两个组成部分,一部分是算法设计,另一部分是代码实现。

学习编程,其实最关键的不是要掌握编程的“语言”,而是要学会编程过程所用到的思考方式就是“编程思维”。

编程思维的核心,不是编程语言,也不是语法,甚至不是算法或数据结构本身,而是如何分解问题,从中发现规律,建立解决问题的模型,并映射到合适的数据结构和算法上,然后才能根据算法写程序实现。

比尔盖茨、扎克伯格、乔布斯等前辈都用经验告诉我们,拥有编程思维的人,就相当于成功了一半——不但逻辑清晰心思缜密,而且解决问题能力、管理能力也非一般人可比。

好啦,以上就是本次的全部内容了,不知道你有多大的收获呢?

另外,对现在我们的大多数朋友来说还是学编程技术最重要!栽一棵树最好的时间是十年前,其次是现在。对于准备学习编程的小伙伴,如果你想更好的提升你的编程核心能力(内功)不妨从现在开始!

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