我刚接触计算机的时候,总是为它强大的计算能力所折服,又有些不服气:计算机不就是靠“傻算”取胜嘛——简单重复操作,人类无论怎么锻炼,速度都不可能提升太多,芯片的处理能力却可以按照摩尔定律持续增长。换句话说,计算机算得比人快,“无它,手快尔”。
可是后来,我逐渐发现,用计算机解决许多问题,依靠的并不是“傻算”加上生搬硬套生活中的直观方法,而是“别开天地、自成一体”。我曾经遇到过一个每日运营数据分析的程序,需要10小时才能计算出结果(在当时的业务环境下,这速度完全不可接受),其思维就是生活中的直观方法。我花了一天时间来改进算法,最后只需要5分钟。这个例子我记忆犹新,它充分说明:强大的计算能力,并不能直接带来充沛的解决问题的能力;用计算机解决复杂问题,必须懂得计算机的“玩法”,理解计算机的逻辑,然后才谈得上妥善运用计算能力。
怎样才算懂得计算机的“玩法”,理解计算机的逻辑呢?可以举个排序的例子来说明。
排序,这几乎是我们每时每刻要遇到的问题,对普通人来说,排序就是把一堆东西按大小顺序组织起来;对应的,许多变成语言提供了现成的sort函数,对某些程序员来说,排序就是查找语言文档,调用这种函数即可。但是,事情真的这么简单吗?
为进行排序,需要定义一种关系R用来比较任意两个元素,以常见的小于(<)关系为例,a < b 可以表示为 a R b;现在要做的是,对于排序结果中的任意两个元素Xi, Xj,如果i < j(也就是说Xi在Xj之前),必然存在关系Xi R Xj。
这段话看起来繁杂,意义却很重要。常见的数值类型”天然“就可以进行小于计算,所以对不少程序员来说,a < b中的 <,和返回true或者false的布尔运算符没有区别。这样“凑合”确实可以解决简单问题,却无法处理复杂对象的排序,把人按照身高排序,把货物按照发送的远近排序,把向量按照夹角排序;因为这些时候,排序的对象并不是身高、距离、夹角的度数,而是人、货物、向量。还有些人,大概了解关系的概念,但没有考虑“对排序结果中的任意两个元素,关系都成立”,所以排序结果经常出现“局部有序,全局无序”的情况。
用计算机解决排序问题,必须首先定义“关系”的概念,它在编程语言中存在对应物——常见的数值类型往往会提供默认的排序关系,也可以由用户指定排序关系,比如Java中的Comparator类,Python中的cmp函数,都对应着关系的概念。
以上两点都了解清楚之后,就可以开始选择排序算法。请注意,排序算法与排序关系是彼此独立的——不同的排序关系,可以采用同样的排序算法;同样的排序关系,可以应用到不同的排序算法(这里体现的,是计算机科学中的“责任分隔”、“低耦合”的原则)。
学过算法的人大都记得,常用的排序算法有几种:插入排序、快速排序、归并排序等等。编程语言一般会提供通用的sort函数,确保排序的结果是正确的,所以是不是就不需要了解排序算法了呢?
一般来讲,如果排序的规模比较小(小于千),插入排序是足够快的,也足够简单,同时只需要O(1)的额外空间;如果排序的规模较大,那么选择快速排序比较合适,只是它需要O(log n)的额外空间;如果排序的规模更大,内排序已经不合适,则应当选择归并排序之类的外部排序(External Sorting)算法。
对应到实际开发中,经常会遇到各种场景,比如资源非常有限(典型的就是移动开发),或者运算量非常大(海量数据的处理),这些时候需要程序员理解各种排序算法之后的原理,如果不分青红皂白,只管随意抓一个sort函数来用,结果很可能不只是计算缓慢,而是根本无法实行。所以说,要用计算机高效地解决真正的问题,必须懂得计算机的“玩法”,理解计算机的逻辑。
亨利·福特曾说:“人们需要的是汽车,而不是更快的马”。相应的,汽车时代有汽车时代的规矩和逻辑,同样是赶路,已经不可能再用骑马的规矩和逻辑进行。计算机也是如此,我的经验是,“基本上,计算机可以无限延伸人的能力,前提是懂得计算机的逻辑”,如果在高速增长的计算能力面前还只能延续手工时代的直观方法和简单逻辑,充其量,也只是骑高铁的马夫。
From Life Sailor, post 骑高铁的马夫
之前我写了一篇《坚持了两年之后,小朋友突然不想去打冰球了…》,本来是无心之作,没想到收到了很多留言,我自己也获益不少。 本来,我以为解决了小朋友的问题,此事就这样过去了。没想到的是,暑假过后,冰球训练重开,他又老调重弹:“我不去了,我不想打冰球了……”。 这可叫我如何是好?听到他嘟嘟囔囔说这一切的时候,我心里百感交集。 成年人的生活里总是有忙不完的事情,对应的,也希望一切井井有条、按部就班。因此,这样“意外”的变数,总是第一时间让人心生无奈和烦恼:天哪,怎么会这样呢?为什么会这样呢? 不过,基于之前的经验,借鉴大家的留言,这次我显然更有心理准备一些,起码不会慌乱。 之前我写过,如果父母多阅读一些高质量的育儿专著,有助于把自己的期望水平“降”到合适的程度,就不会那么焦虑甚至抓狂。 (more…)
认识Michael很偶然,但我也很幸运,因为我见证了一个“打冰球的好孩子”的成长。 最早认识Michael是在冰球队的夏季体能训练上。那时候这群孩子还只有六岁左右,每次训练都是家长送来,在旁边观看陪伴,再接回家。但是,我很快发现有个孩子不一样,家长送他来就回家,他靠自己换好全身装备,训练完自己洗澡更衣,再由家长接回去。看起来,他好像完全没有其他孩子那种“害怕独处”的感觉。 于是我问他:“小朋友,你这么勇敢,你叫什么名字呀?” 他说:Michael。 我尝试复述他的名字,好几遍都不成功,因为我总听成“米歇”,最后他耐着性子慢慢说,我仔细听才发现最后还有个音节,嘴要更扁一点,舌头往上垫,才可以念出来,类似“米歇-厄尔”。其实这个名字写出来大家都认识,英文里读作“迈克尔”,无奈德语的发音规则很严格,字母i不会像英文那样有两种读音,结尾的el又一定要发音,所以就成了“米歇-埃尔”。 (more…)
偶然刷到一篇文章,说的是“贵族家长”群体给小朋友安排的活动:冰球、马术…… 我有点诧异,原来“冰球”也被贴上了“身份”的标签。想想自家小朋友的情况:赶上打折花了400多欧元买的全套护具,80元买的二手冰球包,每个月60欧元的俱乐部费用……想了想,似乎很难和“贵族”联系起来。 只不过,他已经坚持打冰球到了第四年,我们的生活确实有不小的变化。写下来,既是对自己有个交代,也可以作为“贵族运动”的现身说法。因为在我看来,如果非要说它是“贵族”运动,也只能“贵”在高(时间)投入、高产出而已。细细想来,我们的生活,已经被冰球深深的影响了。 (more…)
一 很多人关心,我们父子给M写了道歉信之后,对方是否有回应。 答案是:到目前为止,还没有任何回应。不过比较特殊的是,写完信之后德国小学就开始放秋假,学生不用去学校,既然见不到,也就不可能收到任何回应。 老实说,我觉得对方父母是有点反应过度的。这些年我的一条深刻经验是,如果出现分歧、矛盾,越早、在越低的层面直接面对,就越容易解决。许多小的矛盾之所以越闹越大甚至无法收场,往往都是经过了很多演绎、传话,而没有在一开始就开诚布公地面对。 试想,如果自己的孩子收到写着“我要杀了你”的信件,哪怕一开始很惊慌甚至愤怒,但仔细想一想,毕竟还有很多信息是未知的——比如对方是谁,平时言行如何,为何要写这样的信…… 更好的办法或许是先去直接寻求这些问题的答案,而不是直接把信交给家长委员会,走“公事公办”的路子。 我当然承认,“公事公办”无可厚非,对方家长也有这样的权利——所谓权利,就是“有资格做对方不喜欢的事情,人家还拿你没办法”。既然有这样的权利,就需要尊重。 所以,“严于律己,宽于待人”的确是与人相处的重要法则:我不会选择这么做,但我能理解和尊重你这么做的权利。 也有人问,那将来你遇到M的父母,会不会紧张? 答案是:不会。 (more…)
一 收到S老师邮件的时候,我刚刚胆战心惊地做完第一次德语技术分享,还在享受着同事们的鼓励。猛然间就收到一封邮件:“您的孩子在学校参与了一起性质严重的事件,您必须来学校面谈,请从以下时间段中选择……” 什么?“性质严重的事件”?我揉了揉眼睛,确认自己没有看错。再把这段文字贴到谷歌翻译里,确认自己没有理解错。 我没有看错,也没有理解错,就是“性质严重的事件”。好吧,既然“性质严重”,那谈话肯定是越早越好,最早的日期是第三天。我紧赶慢赶,回信确认了最早可能的谈话时间,虽然德国人通常都不期待能这么快收到回复。 去接他回来的路上,我发现他一切正常,完全看不出任何异样。于是,我也没有表现出任何异样,只是依照惯例,问他当天发生了什么,在学校开心不开心。 得到肯定的答复之后,我心生疑惑,看起来和“性质严重”完全不搭边。那会是什么事情呢? 我又问他,有没有和同学吵架、打架,是不是被人欺负了不敢说。但是,答案全都是“没有”。 我满心怀疑,又按捺不住,直接问:“既然一切都挺好,为什么S老师给我发信,说让我来学校跟她谈话呢?”我担心“性质严重”会吓到他,故意隐去了这个词。 他的满面春风在那瞬间凝固了,喃喃低语道:“好吧,原来是那件事,我还以为她不会跟你说。” (more…)
在2024年之前,我从来没想过自己有一天还可以加入乐团,甚至参加音乐会演奏。我只是个普通中年人,在之前文章里说过,上世纪八十年代随大流弹了十年手风琴,考过六级(当时最高八级)之后就彻底放弃了。直到二十多年后,在上海工作时才重新开始弹琴,当时有幸跟夏老师学了两年,打开了感官,懂得了音乐的世界远远比考级要广阔和美妙。再往后,就是自己看Youtube学习了一些乐理知识。因为德国几乎每个城市都有很多音乐学校,2023年末,我给本市的音乐学校写信,询问是否可以参加手风琴课程。通过回信我才知道,原来不只是“每个城市都有很多音乐学校”,而且“每个城市都有很多乐团”,哪怕是手风琴乐团。就这样,阴差阳错的,2024年初,经过简单的试奏,我加入了本市的手风琴乐团。虽然我是乐团新人,仍然有很多要学习的,但是一年下来,确实有不少感受。如果读者朋友也对音乐感兴趣,或者想让孩子学习音乐,也许我的感受可以提供一些参考。 (more…)
View Comments
计算机不是“傻算”的另外一个例子:从1加到100,傻算和算法的区别是for(i=0;i<100;i++)和100*(100+1)/2的区别
哥们,总觉得你是学文的,搞计算机的,能把技术博文写得如此诗化的,少之又少
哎呀,这句话,我是应该正着听呢,还是反着听呢?呵呵
想起电动马鞍,电动马鞭的那个笑话了。
人学东西就是爱用类比和迁移,不过,深入之后,光靠经验的迁移是远不够的了。因为,超出了定义域,经验不能用了。