如何像程序员一样思考——解决问题的经验教训

这篇文章最初发表在Medium上

如果你对编程感兴趣，你可能之前见过这句话：

“这个国家的每个人都应该学习编程，因为它教会你思考。”——史蒂夫·乔布斯

你可能也想知道，像程序员一样思考究竟意味着什么？又该如何做到呢？

本质上，这都是一种更有效的解决问题的方法。

在这篇文章中，我的目的就是用这种方式来教你。

到最后，您将确切地知道要采取哪些步骤才能更好地解决问题。

为什么这很重要？

解决问题是一种元技能。

我们每个人都会遇到各种问题，无论大小。我们处理这些问题的方式有时……相当随机。

除非你有一个系统，否则这可能就是你“解决”问题的方式（这也是我开始编码时所做的）：

1. 尝试解决方案。
2. 如果这不起作用，请尝试另一个。
3. 如果这不起作用，请重复步骤 2，直到成功为止。

听着，有时候你运气真好。但这绝对是解决问题最糟糕的方法！而且极其浪费时间。

最好的方法是 a) 拥有一个框架和 b)实践它。

几乎所有雇主都优先考虑解决问题的能力。
解决问题的能力几乎一致成为雇主最看重的资质……甚至比编程语言熟练程度、调试和系统设计能力更重要。
展现计算思维或分解大型复杂问题的能力，与工作所需的基本技术技能一样有价值（甚至更有价值）。——  Hacker Rank（2018 年开发者技能报告）

有一个框架

为了找到正确的框架，我遵循了蒂姆·费里斯 (Tim Ferriss) 的学习书籍《4 小时大厨》中的建议。

这让我采访了两个非常令人印象深刻的人：C. Jordan Ball （在Coderbyte的 65,000 多名用户中排名第一或第二）和V. Anton Spraul （ 《像程序员一样思考：创造性问题解决简介》一书的作者）。

我问了他们同样的问题，你猜怎么着？他们的答案非常相似！

很快，你也会认识他们。

附注：这并不意味着他们做每件事都一样。每个人都不一样。你也会不一样。但如果你从我们都认同的原则出发，你就能更快地取得更大的进步。

“我看到新程序员犯的最大错误是专注于学习语法，而不是学习如何解决问题。”——  V. Anton Spraul

那么，当你遇到新问题时，应该怎么做呢？

步骤如下：

1. 理解

准确理解问题所在。大多数难题之所以难，是因为你不理解它们（因此这是第一步）。

如何知道你理解了一个问题？当你能用简单的英语解释它的时候。

您是否记得自己被一个问题难住了，您开始解释它，然后立即发现了以前没有发现的逻辑漏洞？

大多数程序员都知道这种感觉。

这就是为什么你应该写下你的问题，画一张图表，或者告诉别人（或者……有些人用橡皮鸭）。

如果你不能用简单的术语解释某件事，你就没有理解它。——理查德·费曼

2. 计划

不要在没有计划的情况下直接开始解决问题（并且希望自己能糊里糊涂地解决）。一定要制定计划，制定解决方案！

如果您不能写下确切的步骤，那么什么也帮不了您。

在编程中，这意味着不要马上开始编程。给你的大脑一些时间来分析问题和处理信息。

为了得到一个好的计划，请回答这个问题：

“给定输入 X，返回输出 Y 需要哪些步骤？”

旁注：程序员有一个很棒的工具可以帮助他们实现这一点......评论！

3. 划分

注意。这是最重要的一步。

不要试图解决一个大问题。你会哭的。

相反，把它分解成子问题。这些子问题更容易解决。

然后，逐一解决每个子问题。从最简单的开始。最简单的意味着你知道答案（或者更接近答案）。

此后，最简单意味着这个子问题的解决不依赖于其他问题的解决。

一旦你解决了每一个子问题，就把各个点连接起来。

将所有“子解决方案”连接起来，就能得到原始问题的解决方案。恭喜！

这项技巧是解决问题的基石。记住它（如果需要，请再读一遍这一步）。

如果我能教给每个初级程序员一项解决问题的技巧，那一定是‘简化问题技巧’。
例如，假设你是一名新程序员，你被要求编写一个程序，读取十个数字并找出第三大的数字。对于一个新程序员来说，这可能是一项艰巨的任务，即使它只需要基本的编程语法。
如果你遇到困难，你应该把问题简化成更简单的问题。与其求第三大的数字，不如求最大的数字？还是太难？那就求三个数字中最大的一个怎么样？或者两个数字中较大的一个？
把问题简化到你知道如何解决并写出解决方案的程度。然后稍微扩展问题，并重写解决方案以适应扩展，如此反复，直到回到起点。—— V.  Anton Spraul

4. 卡住了？

现在，你可能正坐在那里想“嘿，理查德......这很酷，但如果我陷入困境，甚至无法解决一个子问题怎么办？”

首先，深呼吸。其次，这很公平。

不过朋友，别担心。每个人都会遇到这种情况！

不同之处在于，最好的程序员/问题解决者对错误/错误更感兴趣，而不是感到恼火。

事实上，面对打击时可以尝试以下三件事：

• 调试：逐步检查你的解决方案，尝试找出问题所在。程序员称之为调试（实际上，调试器所做的就是这些）。

“调试的艺术在于弄清楚你真正告诉程序要做什么，而不是你以为你告诉它要做什么。”——安德鲁·辛格

• 重新评估：退一步思考，从另一个角度审视问题。是否有什么东西可以抽象成更通用的方法？

有时，我们会过于纠结于问题的细节，而忽略了能够从更普遍的层面解决问题的普遍原则。[…]
当然，最典型的例子是对一长串连续整数 1 + 2 + 3 + ... + n 进行求和，年轻的高斯很快就意识到它其实就是 n(n+1)/2，从而省去了加法运算的麻烦。——  C. Jordan Ball

附注：重新评估的另一种方法是重新开始。删除所有内容，用全新的视角重新开始。我是认真的。你会惊讶于这种方法的效果。

• 研究：啊，老谷歌了！你没看错。无论你遇到什么问题，肯定有人已经解决了。找到那个人/解决方案。事实上，即使你解决了问题，也要这样做！（你可以从别人的解决方案中学到很多东西）。

警告：不要寻找大问题的解决方案。只寻找子问题的解决方案。为什么？因为除非你努力（哪怕是一点点），否则你什么也学不到。如果你什么都没学到，你就浪费了时间。

实践

不要指望一周后就能变得很棒。如果你想成为一个优秀的问题解决者，那就解决很多问题！

练习。练习。练习。你最终会意识到“这个问题可以轻松解决”，这只是时间问题。

怎么练习？选择多多！

国际象棋谜题、数学问题、数独、围棋、大富翁、视频游戏、加密猫等等等等。

事实上，成功人士的一个共同点就是他们习惯于练习“微观问题解决”。例如，彼得·泰尔下棋，埃隆·马斯克玩电子游戏。

拜伦·里夫斯曾说过：‘如果你想知道三到五年后商业领导力会是什么样子，看看网络游戏领域正在发生的事情。’
快进到今天，埃隆·马斯克、里德·霍夫曼、马克·扎克伯格以及其他许多人都表示，游戏是他们公司成功的基础。—— 玛丽·米克尔（2017 年互联网趋势报告）

这是否意味着你应该只玩电子游戏？完全不是。

但电子游戏到底是为了什么呢？没错，就是解决问题！

所以，你应该做的是找到一个练习的出口。一个能让你解决很多小问题的东西（理想情况下，是你喜欢的东西）。

比如，我喜欢编程挑战。每天我都会尝试解决至少一个挑战（通常是在Coderbyte上）。

正如我所说的，所有问题都有类似的模式。

结论

就这样吧，伙计们！

现在，你更好地了解了“像程序员一样思考”的含义。

您还知道，解决问题是一项值得培养的不可思议的技能（元技能）。

好像这还不够，请注意你还知道如何练习你的解决问题的能力！

呼……很酷吧？

最后祝大家遇到很多问题。

你没看错。至少现在你知道怎么解决它们了！（而且，你还会发现，每找到一个解决方案，你的水平就会提高）。

就在你以为成功跨越一个障碍时，另一个又出现了。但这正是生活精彩之处。[…]
生活就是不断突破这些障碍的过程——我们必须突破一系列的防线。
每一次，你都会有所收获。
每一次，你都会发展出力量、智慧和洞察力。
每一次，竞争对手都会逐渐减少。直到剩下的只有你：最好的你。——瑞恩·霍利迪（《障碍即道路》）

现在，去解决一些问题吧！

祝你好运

特别感谢C. Jordan Ball和V. Anton Spraul。这里所有的好建议都来自他们。

另外，如果没有Lambda School，我不可能在这么短的时间内掌握这么多编程知识。非常感谢他们，强烈推荐他们。

谢谢阅读！😊