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基于自然語(yǔ)言的軟件工程和程序設(shè)計(jì)（上）

基于自然語(yǔ)言的軟件工程和程序設(shè)計(jì)（中）

基于自然語(yǔ)言的軟件工程和程序設(shè)計(jì)（下）

　　軟件發(fā)展至今，無(wú)論是編程語(yǔ)言，還是軟件工程，乃至是互聯(lián)網(wǎng)的趨勢(shì)發(fā)展，都是飛速發(fā)展。于是，我們便迷茫于這樣形形色色的語(yǔ)言和概念之間，無(wú)所適從。其實(shí)，我們不妨返璞歸真，回到最初，讓我們從語(yǔ)義出發(fā)，來(lái)討論這形形色色的種種，你是否恍然大悟呢？

　　1. 何為語(yǔ)義

　　我們無(wú)論是在編程，還是在架構(gòu)一個(gè)完整而龐大的軟件，總結(jié)起來(lái)，無(wú)外乎在構(gòu)建一個(gè)場(chǎng)景，或者說(shuō)，在搭建一個(gè)虛擬的世界。

　　那么我們?cè)诨叵胍幌挛覀冊(cè)谛W(xué)寫作文的過(guò)程，無(wú)外乎也是在描述一段場(chǎng)景，或者是重繪當(dāng)初的場(chǎng)景，也就是老師常說(shuō)的要寫真人，寫真事，抒發(fā)真實(shí)情感；或者是描述自己虛幻的場(chǎng)景，或表達(dá)夢(mèng)境，或表達(dá)理想。

　　讓我們對(duì)比這兩件事情，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，他們都是在用語(yǔ)言構(gòu)建一個(gè)世界，唯一不同的只是一個(gè)是用我們的自然語(yǔ)言，一個(gè)是用我們的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，只此而已。

　　那么，當(dāng)我們埋怨我們被無(wú)數(shù)的概念所砸到，被無(wú)數(shù)的編程思想所淹沒(méi)的時(shí)候，埋怨著設(shè)計(jì)無(wú)從下手的時(shí)候，我們是否可以去嘗試著返璞歸真，用我們小時(shí)候最擅長(zhǎng)的作文來(lái)反過(guò)來(lái)思考這些問(wèn)題呢？說(shuō)白了，也就是從自然語(yǔ)言向計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，或者是自然語(yǔ)言思維向計(jì)算機(jī)語(yǔ)言思維的轉(zhuǎn)化過(guò)程。

　　這就是我想在本文中提出的，針對(duì)自然語(yǔ)言的編程。

　　2. 看編程語(yǔ)言的發(fā)展

　　讓我們先來(lái)探討下編程語(yǔ)言的發(fā)展。

　　從第一代語(yǔ)言開始，當(dāng)時(shí)的世界只有0和1，偉大的程序員們靠著向紙帶上打孔來(lái)編程。

　　而后到了第二代產(chǎn)生了匯編語(yǔ)言，程序員們可以用一些指令來(lái)操作內(nèi)存，從而達(dá)到自己想要的效果。

　　在我看來(lái)，機(jī)器語(yǔ)言到匯編語(yǔ)言的轉(zhuǎn)變絕對(duì)是一個(gè)質(zhì)的飛躍，不僅代表著軟件和硬件地分離，更是程序員們可以用自己的語(yǔ)言（類英語(yǔ)）來(lái)表達(dá)自己的想法。

　　在之后就產(chǎn)生了過(guò)程式語(yǔ)言，這里以C語(yǔ)言為代表，這時(shí)也產(chǎn)生了一種編程思想，叫做面向過(guò)程的軟件設(shè)計(jì)。程序員們可以用自己的思維去思考問(wèn)題：這個(gè)事情應(yīng)該先做什么，后做什么，而每個(gè)步驟就是一個(gè)方法。我們也稱之為自頂向下的軟件過(guò)程。

　　隨著軟件的發(fā)展，軟件越來(lái)越龐大，功能越來(lái)越多，從軟件過(guò)程的角度來(lái)講，我們可以說(shuō)，樹頂越來(lái)越多，我們?cè)僖矡o(wú)法像曾經(jīng)一樣，抓住一個(gè)或少數(shù)的樹頂，然后向下延伸，這時(shí)，便產(chǎn)生了近十年的熱潮：面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)。

　　面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計(jì)是考慮，這個(gè)有哪幾個(gè)對(duì)象，每個(gè)對(duì)象都能干什么，從而根據(jù)對(duì)象的協(xié)作去完成一個(gè)大的任務(wù)。而每個(gè)對(duì)象對(duì)其他的對(duì)象都是不知情的，也就是說(shuō)每個(gè)對(duì)象都可以不去關(guān)注整個(gè)軟件的整體業(yè)務(wù)邏輯，我也把這個(gè)特性稱為軟件對(duì)對(duì)象的透明性。

　　在旁支，又產(chǎn)生了函數(shù)式語(yǔ)言，面向服務(wù)的軟件設(shè)計(jì)，面向契約的軟件設(shè)計(jì)，并發(fā)式編程等形形色色的概念，而這些，我會(huì)在下文中來(lái)簡(jiǎn)要探討。

　　3. 思維成熟的歷程

　　短短地幾十年，看軟件世界的變革，你是否有些無(wú)所適從呢？那么，在未來(lái)的軟件世界里，也就是在我們未來(lái)的工作里，編程語(yǔ)言又會(huì)變成什么樣呢？當(dāng)面向過(guò)程與面向?qū)ο筮@些我們熟悉地概念被時(shí)代所拋棄后，我們又該何去何從呢？

　　好，我們先不去想這些煩心的事，讓我們向前追溯，回歸童年時(shí)代，來(lái)想想我們寫作文的歷程。

　　從幼兒園時(shí)，我們不認(rèn)識(shí)幾個(gè)字，我們想寫一篇文章，想的不是我們?cè)趺礃訕?gòu)建好一個(gè)場(chǎng)景，而是我們要如何把我認(rèn)識(shí)的這些有限的字用上，而最后故事的過(guò)程，我們不得而知。這時(shí)，我們不是在為了寫作文而寫作文，而是為了可以向大人們展示，我認(rèn)字的多少。這不正像最初的機(jī)器語(yǔ)言時(shí)代么？我們關(guān)注的是0和1的組合，把自己的著重點(diǎn)都放在了詞匯之間的組合上，而一些程序員卻常常會(huì)為此忽略了整個(gè)宏觀的程序。

　　接下來(lái)，我們上了小學(xué)，我們不再沉迷于生字，生詞的堆積，我們學(xué)會(huì)了很多漂亮的句子，詩(shī)詞，名言警句，那么這里，我們可能關(guān)注的是，我們?nèi)绾胃玫亟M織這些句子，讓整個(gè)文章讀起來(lái)更通順，也是在小學(xué)時(shí)，誕生了中國(guó)經(jīng)典的語(yǔ)文題目：改病句。好，我們來(lái)想想?yún)R編語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言把0，1代碼封裝，暴露給我們一個(gè)個(gè)操作內(nèi)存和運(yùn)算的指令，我們需要關(guān)注的是我們?cè)趺礃影堰@些指令組合到一起，是先mov然后add然后中斷，抑或是……..否則，整個(gè)程序很可能都因此崩潰。

　　然后，我們上了初中，我們開始寫記敘文，這時(shí)的情節(jié)非常簡(jiǎn)單，出場(chǎng)人物很少，這時(shí)，老師向我們灌輸了經(jīng)典的“三段論”思想：事情的起因是什么，事情是什么樣的，事情的結(jié)果是什么。當(dāng)我們構(gòu)思一篇文章的時(shí)候，需要做的就是把這件事情考慮清楚，然后按照順序去一件事情一件事情按順序去寫，這也就是我們的面向過(guò)程編程。

　　當(dāng)我們長(zhǎng)大了，成熟了，當(dāng)時(shí)韓寒，郭敬明，安妮寶貝，以及越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)小說(shuō)讓我沉迷上了構(gòu)造一個(gè)個(gè)悲情的故事，故事的主角開始多了起來(lái)，主角之間都有著錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，三角戀，甚至四角戀的橫行，以及多故事線索的穿插，讓我們?cè)?jīng)的思維越來(lái)越不夠用。于是，就產(chǎn)生了一種當(dāng)時(shí)我很癡迷的格式，在文章開始，我會(huì)首先介紹所有的故事主角，然后根據(jù)他們的角色去劃他們的關(guān)系，行為。這就是我們的面向?qū)ο筌浖O(shè)計(jì)。

　　由此可見，軟件設(shè)計(jì)思想的發(fā)展其實(shí)和我們的思維是一樣的，是隨著世界的復(fù)雜性的增加而調(diào)整設(shè)計(jì)的思維，調(diào)整我們思考問(wèn)題的方式和出發(fā)點(diǎn)。

　　4. 未來(lái)的發(fā)展歷程

　　在前文我們說(shuō)到，世界的復(fù)雜性增加驅(qū)動(dòng)著軟件工程思維的成熟，那么我們關(guān)注未來(lái)軟件工程的發(fā)展方向，實(shí)際上也就是在關(guān)注未來(lái)軟件世界，也就是軟件業(yè)務(wù)，需求的發(fā)展方向，也就是關(guān)注未來(lái)人們需要什么樣的軟件。然后從自然語(yǔ)言出發(fā)，究竟怎么樣的組織思維可以更好地我們所要構(gòu)建的虛擬世界。

　　同樣，當(dāng)我們理解一個(gè)全新的軟件思維時(shí)，如果我們無(wú)法理解，我們不妨去思考著與之對(duì)應(yīng)的自然語(yǔ)言思維。

　　諸如面向服務(wù)的概念產(chǎn)生時(shí)，其實(shí)是不是，我們?cè)诮栌弥渌恼碌慕Y(jié)果或者結(jié)局呢？比如我想寫一篇作文，其中有一個(gè)場(chǎng)景是我想抨擊政府，我可能就直接說(shuō)“劉和珍君的死，在今天是否依然會(huì)重演呢”，這里我只是引用了，或者說(shuō)是借用了魯迅先生所為我搭建好的場(chǎng)景，而只關(guān)注其結(jié)果，然后對(duì)外展示，或者作為我整個(gè)文章過(guò)程的一個(gè)小插曲。如果我們沒(méi)有面向服務(wù)，那么我們是不要要再把整個(gè)《紀(jì)念劉和珍君》的文章再重寫一次呢？

　　下文簡(jiǎn)介：

　　在本文中，主要是很籠統(tǒng)的介紹了自然語(yǔ)言和軟件工程之間的想通之處，在接下來(lái)的兩篇文章中，我會(huì)著重描述從語(yǔ)義上去分析各種編程范式，以及基于語(yǔ)義的一些旁支細(xì)節(jié)，再到自然語(yǔ)言與軟件工程之間的關(guān)系，敬請(qǐng)關(guān)注。謝謝！

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