Концепция тренировки в программировании появилась довольно давно, но собственно тренировкой она была признана лишь в начале нового тысячелетия. Вероятно, первый формальный пример тренировочной программы был напечатан на странице 6 учебника Кернигана—Ричи.

Кто из нас не писал эту программу в той или иной форме? Мы используем ее для того, чтобы опробовать новую среду программирования или новый язык. Когда мы пишем и выполняем эту программу, это доказывает, что мы точно так же можем написать и откомпилировать любую другую программу.

Когда я был намного моложе, освоение нового компьютера обычно начиналось для меня с написания программы SQINT, вычисляющей квадраты целых чисел. Я писал ее на ассемблере, BASIC, FORTRAN, COBOL и множестве других языков. Все эти многочисленные версии одной программы также доказывали, что я могу заставить компьютер сделать то, что мне нужно.

Первые персональные компьютеры появились в магазинах в начале 1980-х годов. Каждый раз, когда мне представлялась возможность поработать за одним из них (VIC-20, Commodore-64 или TRS-80), я писал небольшую программу для вывода бесконечного потока символов \' и /'. Рисунки, которые строились такими программами, радовали глаз и выглядели намного сложнее маленькой программы, которая их строила.

И хотя эти программы были чисто учебными, программисты в целом не тренировались. Откровенно говоря, нам это просто не приходило в голову. Мы были слишком заняты написанием кода, чтобы думать о совершенствовании мастерства. Да и зачем? В те годы программирование не требовало хорошей реакции или проворных пальцев. Первые экранные редакторы появились только в конце 1970-х годов. Большая часть нашего рабочего времени проходила за ожиданием компиляции или отладкой длинных, безобразных потоков кода. Короткие циклы TDD еще не были изобретены, поэтому те нетривиальные возможности, которые открываются благодаря тренировке, были попросту не нужны.

Но с начала эпохи программирования прошло много времени. Некоторые обстоятельства сильно изменились, другие не изменились вовсе.

Одной из первых машин, для которых я программировал, была PDP-8/I. Компьютер имел тактовую частоту 1,5 мс и 4096 12-разрядных слов основной памяти, был размером с холодильник и потреблял значительную мощность. Его дисковый накопитель позволял хранить 32K 12-разрядных слов, а взаимодействие с оператором осуществлялось через телетайп со скоростью передачи 10 символов в секунду. Нам казалось, что это очень мощная машина, на которой можно творить чудеса.

Недавно я купил новый ноутбук Macbook Pro. Он оснащен двухъядерным процессором 2,8 ГГц, 8 Гбайт памяти, 512-гигабайтным SSD-накопителем и 17-дюймовым ЖК-экраном с разрешением 1920× 1200. Я ношу его в рюкзаке. Он легко умещается у меня на коленях и потребляет менее 85 ватт.

По сравнению с PDP-8/I мой ноутбук работает в восемь тысяч раз быстрее, имеет в два миллиона раз больше памяти, в шестнадцать миллионов раз большую емкость запоминающего устройства, потребляет 1 % мощности, занимает 1 % места и стоит в 25 раз меньше. Посчитаем:

Это очень большое число. Разница составляет 22 порядка! Это расстояние в ангстремах от нас до альфы Центавра; количество электронов в серебряном долларе; масса Земли в Майклах Мурах – словом, большое, очень большое число. И теперь такой компьютер стоит у меня на коленях – и вероятно, на ваших тоже!

И что я делаю с этой мощью, возросшей на 10 в 22 степени? Примерно то же, что я делал на PDP-8/I. Я пишу команды if, циклы while и команды присваивания.

О, инструменты для написания этих команд заметно улучшились, и языки стали более мощными. Но сама природа команд за это время не изменилась. Код 2010 года будет понятен программисту из 1960-х годов. Глина, из которой мы лепим свои программы, не изменилась за четыре десятилетия.

Но сам процесс работы серьезно изменился. В 1960-е годы я мог ждать день или два для получения результатов компиляции. В конце 1970-х годов программа из 50 000 строк компилировалась около 45 минут. Даже в 1990-е годы долгая сборка казалась нормой.

В наши дни программисты не ждут результатов компиляции. В их распоряжении появилась такая немыслимая вычислительная мощь, что цикл «красный-зеленый-рефакторинг» может прокручиваться буквально за секунды.

Например, я веду проект FitNesse, написанный на Java и состоящий из 64 000 строк кода. Полная сборка со всеми модульными и интеграционными тестами занимает менее 4 минут. Если тесты проходят, то я публикую новую версию продукта. Таким образом, весь процесс контроля качества, от исходного кода до развертывания, занимает менее 4 минут. Время компиляции ничтожно мало. Тесты выполняются за считанные секунды. Выходит, цикл компиляции/тестирования может прокручиваться по 10 раз в минуту!

Конечно, не всегда стоит работать с такой скоростью. Часто бывает лучше замедлиться и подумать. Но в некоторых ситуациях прокрутка цикла с максимальной скоростью оказывается в высшей степени производительной.

Для быстрого выполнения чего угодно необходима тренировка. Быстрая прокрутка цикла «код/тест» требует очень быстрого принятия решений. А для быстрого принятия решений необходимо успешно распознавать огромное количество ситуаций и проблем, а также просто знать решения.

Представьте двух мастеров боевых искусств во время поединка. Каждый должен понять, что пытается сделать другой, и правильно среагировать за считанные миллисекунды. В бою вам не удастся остановить время, проанализировать ситуацию и выбрать подходящий ответ. В бою нужно просто реагировать. Ваше тело реагирует, пока разум работает над стратегией более высокого уровня.

Пока вы прокручиваете цикл «код/тест» по несколько раз в минуту, ваше тело знает, какие клавиши нужно нажимать. Основная часть мозга распознает ситуацию и реагирует за миллисекунды, выдавая подходящее решение, тогда как мозг концентрируется на проблеме более высокого уровня.

И в боевых искусствах, и в программировании скорость зависит от тренированности. И в обоих случаях тренировка проходит примерно одинаково: мы выбираем набор пар «проблема/решение» и повторяем их снова и снова, пока не будем знать наизусть.

Представьте гитариста – скажем, Карлоса Сантану. Музыка в его голове просто переходит в пальцы. Он не задумывается над положением пальцев или приемами игры. Его ум свободен для планирования высокоуровневых мелодий и гармоничных сочетаний, тогда как его тело преобразует эти планы в низкоуровневые движения пальцев.

Но для достижения такой простоты игры необходима практика. Музыкант тренируется в исполнении этюдов, гамм и риффов снова и снова, пока не будет знать их наизусть.