程式設計之快速入門法

程式設計對大部分人來說，都會感覺是非常專業的東西。
從我小時候接觸到的電視、電影經常可以發現到，裡面的電腦高手，往往都是對著電腦不斷的打字，然後螢幕不斷顯現各種奇怪的畫面或程式碼，就算程式碼出現的只是9x9乘法表，都還是會讓人感覺非常的專業。
也許因為電腦的發展往往跟『高科技』畫上等號，又也許電腦常常出現在讓人感覺不可思議的場合，也可能是電視、電影長期灌輸的電腦高手印象，不論是任何人，只要看到在寫程式的人，都會從內心升起一股莫名的崇拜。

而我個人來說，從國小就開始玩電腦，還記得小學六年級上電腦課，還簡單的寫過GW Basic，以我的年紀來說，和一些年長些的高手相比，我還嫩了些(看過有blog，有比我大10歲左右的高手，在那個年代就在超頻286、386)，但跟其他大部分的人相比，我的電腦經驗算是很早的了。

很多人想要學習程式設計，會去上課、補習，很多人在學校上電腦課上了一個學期，仍然不會寫程式，看著一些所謂的電腦高手，短時間內就可以把程式寫出來、跑出來，往往都會感覺很不可思議，從內心發出一聲『高手阿～』的吶喊。
包括我在內的許多可憐蟲，只有在這種時候，才會莫名的受到歡迎，班上不熟的男女咖，會在這種時間點突然跟你聊天，這種時候就會想，電影上又高又帥的電腦高手，其實從來不曾出現在現實生活中～(抱怨到此結束～)

那到底程式要怎麼寫？怎樣才可以快速的入門，學會程式寫作？

經過這麼多年的經驗後，我可以告訴大家，關鍵只有2個：
1. 語法(包含if, for, while...等使用)
2. 函式

不論是哪種程式語言，不管是硬體的、軟體的，比較硬一點的，比較軟一點的，軟硬適中的，通通脫離不了上述2個關鍵，差別只在稱呼和用法。

以高階的程式語言來說，我們拿Java來說(我Java還是比較熟些，比較不會漏氣... :p)，跟C相比，Java的語法比較特別，因為它有物件導向的概念，所以程式碼長的會和C比較不同，而和其他物件導向的語言相比(c#、php...等)，因為概念很接近，又都互相摹仿，所以語法會長的很接近。
我在之前曾經提過關於Java物件導向主程式的樣式，這類樣式通常是很固定的語法，建議直接背起來比較快，因為解釋了半天，結論還是把它背起來。
其他比較細節的語法，以Java來說，String a = new String();這種樣式，通過Example的一再練習，可以幫助快速的熟悉語法。

而程式語言的另一個重點在於函式，當我們語法熟悉之後，最重要的就是要找出這個語言提供的函式，了解我們有哪些函式可以使用。
以我個人感覺來說，以100分為滿分來看寫程式這件事情，會語法可以讓你從0分變成35分，知道函式之後，可以讓你從35分變成70分，2者對於寫程式的重要性就是這樣。

也許會說，你提的是高階語言，那低階語言呢？
以8051組合語言來說，以我之前當助教的經驗來說，很多人覺得很難，我以前還不相信資工的會怕寫程式，在我親自上課、帶課之後，才深刻發現到，原來資工的同學，對於組合語言有種莫名的懼怕，這是我以前在電子科系時候沒有出現過的。
以8051組合語言來說，同樣可以代入上述的2個關鍵，只是稱呼有些不同，在8051組語中，兩者分別是：
1. 語法
2. 指令集

其實8051組語給我感覺比PC上的Java簡單非常多，它的函式(指令集)從頭到尾，從尾到頭，怎麼數也都是那十幾二十個。
不論怎麼變化，永遠都是這些指令集的搭配使用，基本上能夠掌握住指令集，看得懂語法，知道如何用指令集來寫出if, for，那麼基本上8051大概前1/3的課你已經ok了。

同樣的情況也適用在Verilog這類硬體描述語言，尤其是Verilog，它的語法長的跟高階語言比較像，入門其實容易些，因為我這方面不很熟，只修過一個學期的課，能力僅僅只是用C的寫法去寫Verilog，不符合block設計的概念，模擬時還ok，實際下去跑，我相信會有很嚴重的delay問題，細節就不方便拿來解釋了。

電腦其實是很單純的東西，不論它的程式怎麼變化，最基本就是很多很多的指令(指令集)，所謂的程式，就是指令集的組合。
當程式的層次提昇之後，指令集已經不足以描述程式的動作了，因此變成了function(函式)，但這些函式的設計，本質上和指令集是類似的，當加入物件導向概念之後，function為了適應物件導向的敘述和設計，變成了類別、物件(Class)，但本質上來說，仍舊是指令集的延伸，因此程式設計上，就是先找出能夠使用的指令集、function、Class。

而語法也是一樣的情況，因為程式的層次不同，最底層就是使用特定的格式把指令集組合起來，並使用if(8051組語中的JZ xx xx，當暫存器內容等於0的時候跳), for(DJNZ xx xx，當暫存器內容-1等於0之後跳；非8051的單晶片，很多沒有DJNZ這樣的指令，同樣可以用SUB xx xx加上JZ xx xx，讓暫存器內容-1，等於0時跳)讓電腦進行判斷和重覆操作，這就是電腦最基本的操作方式。
而層次不斷的提昇，可以讓程式的複雜度越來越高，但是基本上仍舊脫離不了電腦本質的操作方式(if, for)，而為了更接近人的語言，專門設計了int x = 10;這樣的敘述樣式和String x = new String();這樣的敘述樣式，但根本上還是組合函式(組合指令集)，並使用if, for的電腦操作。

結論，從上面提到的一堆可以知道，要學寫程式，最快的方式就是了解語法，找出可以用的函式，只要掌握這兩點，我相信任何程式語言都能夠比較快速的上手。

看到這裡其實文章算是結束了，但是可能會有人有疑問，感覺還差了甚麼，也有人會問，上述2點掌握了，我能拿到70分，那要拿80,90甚至更高要怎麼拿？所以我加了這段～

要拿到70分很容易，要拿更高就有難度了，關鍵在於：
3. 了解程式語言的模式、設計

這部分以8051組合語言來敘述很貼切，8051前面1/3除了頭2堂課解說8051的接腳、歷史之外，主要在教基本I/O和語法，先讓同學熟悉語法。
但是從1/3開始，會開始教Timer、中斷、七段顯示器操作、鍵盤掃瞄...等，這每個部分的程式設計都很特別，都具有某些特色，像Timer要使用要先設定某些暫存器，中斷要使用要設定某些暫存器，中斷又能和Timer搭配使用，鍵盤掃瞄要以迴圈方式不斷的檢查按鍵...等，這些就是8051組合語言的模式、設計。
同樣的道理也出現在Java上，Java許多Class我們都需要看Example，而且Class之間使用的方式差異性很大，像是Java的I/O(BufferedReader、BufferedWriter)這種設計就和C的I/O完全不同，沒看過範例，可能很難了解怎麼使用它，這就是Java在I/O的模式、設計。
在Java上同樣情況也發生在資料庫呼叫(JDBC操作)，JDBC固定那4,5個步驟，如果沒看過Example，很難理解它要怎麼寫，這就是Java在資料庫操作的模式、設計。
而在Linux上的C也是這樣，因為在Linux上，相對Java來說又是比較低階的程式語言，有許多POSIX特性的設計和function，像我之前寫MYVIDEO時才學到的IOChannel，這在舊版的Java是沒有的，都要用Thread，新版的Java(1.5還是1.6吧～)才加入了類似的機制。
而在Verilog更是明顯，Verilog的設計都以Block為思考方式，設計上比較接近pipeline的概念，程式設計強調的是同時所有Block一起操作，但每個Block只操作一個動作，而且Block設計的程式碼以精簡為訴求，Block內程式愈短，整顆IC在每個clock的delay可以控制的愈短。
這以高階語言來看，有點像是同時設計超多的Thread，每個Thread要求又要像Interrupt內容一樣，愈短愈好。
而程式多半建議以加法器、減法器來組合，概念類似AND、OR、NOT的邏輯閘算式，這就是硬體描述語言的模式、設計。

這部分的經驗愈豐富，看的Example愈多，分數可以拿的愈高，掌握基本的幾個模式、設計，分數可以從70分拉到80甚至90分沒問題。

而我認為最後一個程式設計的要點，算是：
4. 演算法＆Model

這點和3有些關係，畢竟很多模式、設計，都是演算法＆Model實作出來的，所以第3點和這第4點間的界定有些模糊。
不可否認，電腦其實就是計算機，計算機主要就是用來算數學用的，所以電腦最初的發展，就是用來進行高速運算，一直到現在，儘管電腦有了很多發展方向，但運算能力仍舊是電腦的主要核心，高速運算也一直是電腦發展中一個主要的領域之一。
正因為如此，演算法在電腦的程式設計中，是很重要的部分，目前全世界有數不清的演算法正在發展，但更多的是成熟的電腦演算法，要晉升到電腦高手，程式設計能力要從80~90上升到90以上，學習電腦演算法是不可避免的，正如前面提到的，很多模式、設計都是從演算法、Model實作出來的，但我們無法保證所有程式語言都有提供這些演算法，這時候如果能夠自行寫出符合環境需要的演算法，那麼對於程式效能、程式功能都會有決定性的影響。
而Model也是，因為電腦程式越來越複雜，大量的Interface和Model是不可避免的，這可以降低程式的複雜度，讓程式碼更容易理解，更方便開發，電腦設計中同樣有很多成熟的Model被廣泛運用，這類的Model接觸愈多，對於程式設計的幫助愈大。

我個人評價，當你已經是個腦中有許多演算法設計、許多Model設計，又對於很多程式的模式、設計很有經驗，那麼你可以打聽看看別人對你的電腦評價，應該不會低於85分。