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如何培养编程思维?

完全理解!“没有编程思维”是一个非常普遍的困扰,很多人都会有这种感觉,但这绝对不代表你学不会编程,它更像是一种需要刻意练习才能掌握的“心智模式”。

如何培养编程思维?-图1
(图片来源网络,侵删)

别担心,我们把它拆解开,看看它到底是什么,以及如何一步步培养它。


什么是“编程思维”?(别怕,它很抽象)

编程思维不是指你会写多少代码,而是一种解决问题的思维方式,它主要由以下几个核心部分组成:

分解

把一个大问题,拆解成一个个小问题。

想象一下,你要“组织一场生日派对”。

如何培养编程思维?-图2
(图片来源网络,侵删)
  • 大问题: 组织一场生日派对。
  • 小问题:
    • 确定派对主题和时间。
    • 列出邀请名单并发送邀请。
    • 预订场地或布置家里。
    • 准备食物、饮料和蛋糕。
    • 准备音乐和游戏。
    • 派对当天执行。
    • 派对后清理。

编程中: 如果要做一个“电商网站”,你不能直接开始写,你需要分解成:用户注册登录模块、商品展示模块、购物车模块、订单支付模块、后台管理模块等等,每个模块还可以继续分解。

模式识别

在看似不相关的事物中,找到相似的模式和规律。

继续用派对举例:

  • 模式: 每次组织活动,你都需要“确定时间 -> 邀请人 -> 准备食物 -> 执行”这个流程,下次组织公司聚餐,你就可以复用这个模式。
  • 模式: 在派对上,很多人喜欢玩“谁是卧底”这个游戏,你知道这个游戏的规则,所以不需要每次都重新发明。

编程中:

如何培养编程思维?-图3
(图片来源网络,侵删)
  • 很多页面都有“头部导航栏”和“底部页脚”,它们的结构很相似,这就是一个模式,你可以把它写成一个公共组件,在每个页面都复用。
  • 很多操作都有“检查用户是否登录 -> 获取用户信息 -> 执行操作”的逻辑,这也是一个可以复用的模式。

抽象

忽略掉不重要的细节,只关注核心要素。

还是派对举例:

  • 抽象: 当你邀请朋友时,你不需要告诉他“我要去超市买鸡蛋、面粉、糖,然后混合它们,放进烤箱烤30分钟”,你只需要说:“我准备了一个生日蛋糕”,你把“烤蛋糕”这个复杂的细节抽象成了一个简单的概念“蛋糕”。

编程中:

  • 你写一个 calculateSum(a, b) 函数,当你调用它时,你只需要知道它能“计算两个数的和”,而不需要关心它是怎么加的(是用 号,还是用了更复杂的算法),函数本身就是一种抽象。
  • 你使用一个“用户”对象,里面有 name, email, age 等属性,你不需要关心这个数据是从数据库里查出来的,还是从缓存里读的,你只需要把它当成一个“用户”来使用。

算法

为解决一个问题,设计出一步步清晰、明确的指令。

派对举例:

  • 算法: “如何泡一杯咖啡?”

    1. 打开水壶烧水。
    2. 取一个咖啡杯。
    3. 在杯子里放入一勺咖啡粉。
    4. 水开后,倒入杯中。
    5. 搅拌均匀。
    6. 享用。

    这个步骤必须是精确的,不能有歧义,你不能说“加点热水”,多少水算“加点”?

编程中:

  • 给你一个乱序的数字列表 [5, 2, 8, 1],让你排序成 [1, 2, 5, 8],你需要设计一个算法,冒泡排序”或“选择排序”,一步一步地比较和交换数字的位置。

如何培养编程思维?(从零开始的实践指南)

别想一口吃成胖子,从生活中开始练习,再应用到编程上。

第一步:从生活小事开始练习(最重要!)

在你做任何计划或决策时,刻意使用上面的四种思维。

  • 计划一次旅行:

    • 分解: 确定目的地 -> 预订机票/火车票 -> 预订酒店 -> 规划每日行程 -> 准备行李。
    • 模式识别: 我上次去北京也是这么计划的,可以复用这个流程。
    • 抽象: 我需要一个“5天4晚的北京游计划书”,而不是每天早上醒来再想“今天干嘛”。
    • 算法: 制定每日行程的算法:上午逛景点A -> 中午在附近吃饭 -> 下午逛景点B -> 晚上看演出。
  • 做一道新菜:

    • 分解: 准备食材 -> 处理食材(洗、切) -> 开火热锅 -> 下锅翻炒 -> 调味 -> 出锅装盘。
    • 模式识别: 炒青菜和炒肉的模式都是“热锅 -> 下油 -> 下主料 -> 下辅料 -> 调味”。
    • 抽象: 菜谱上的“少许盐”、“适量酱油”就是一种抽象,你需要根据经验把它变成具体的“半勺盐”、“一勺酱油”。
    • 算法: 菜谱本身就是算法,严格按照步骤来。

第二步:选择一门“友好”的语言开始

不要一上来就挑战C++或Java,推荐从 Python 开始,因为它语法简洁,接近自然语言,能让你更专注于“思考问题”而不是“纠结语法细节”。

第三步:从“抄”和“模仿”开始

  • 不要怕看代码: 去GitHub找一些简单的、小众的Python项目(比如一个简单的计算器、一个待办事项列表)。
  • 逐行理解: 不要复制粘贴就跑,打开代码,一行一行地看,并问自己:“这一行是干嘛的?为什么放在这里?”
  • 尝试修改: 把这个计算器的功能改一改,比如增加一个开方功能,把待办事项列表增加一个“标记完成”的功能,在模仿和修改中,你会慢慢理解代码是如何解决问题的。

第四步:刻意练习,从简单问题开始

找一些在线编程练习平台,从最简单的题目开始。

推荐平台:

  • LeetCode(力扣): 从“简单”题开始。
  • Codewars: 题目更有趣,像闯关游戏。
  • HackerRank: 分类清晰。

练习时,强迫自己先思考,再写代码:

  1. 读题: 理解题目要求什么。
  2. 分解: 这个问题可以拆成哪些小步骤?(反转字符串:1. 把字符串变成列表 2. 反转列表 3. 把列表变回字符串)
  3. 伪代码: 用中文或者简单的逻辑符号,把你的解决方案写下来。这是连接“思维”和“代码”的桥梁!
    • 反转字符串的伪代码:
      • 输入一个字符串 s
      • s 转换成一个字符列表 list_s
      • 反转 list_s
      • 把反转后的 list_s 用空格连接起来,形成新字符串 result
      • 输出 result
  4. 写代码: 根据伪代码,用Python的语法把它翻译出来。
  5. 测试: 运行你的代码,看是否得到正确结果,如果不对,回头检查你的“分解”和“伪代码”哪里错了。

一个重要的心态转变

  1. 编程是“试错”的艺术: 你的代码第一次运行成功的概率极低,99%的时间都在调试,把错误看作是学习的机会,而不是失败,错误信息是编译器/解释器在帮你,告诉你哪里出了问题。
  2. 你不是在和电脑比赛: 电脑没有感情,它只是忠实地执行你的指令,如果你的指令错了,它就会得到错误的结果,关键在于把你的思考过程(算法)表达得清晰、准确
  3. “笨”办法也是办法: 刚开始,你可能想不出最优解,没关系!能解决问题就行,先写一个能运行的“笨”版本,然后再去想如何优化它,完成比完美重要。

没有编程思维 = 缺乏“把问题拆解、找规律、抓重点、列步骤”的习惯。

培养它就像学骑自行车,一开始总是摇摇晃晃,甚至会摔跤,但只要你坚持练习,从生活中的小事开始,刻意使用这四种思维,很快它就会变成你的一种本能。

别急,慢慢来,你走的每一步,都是在为你的“编程思维”大厦添砖加瓦。 现在就试着用“分解”和“模式识别”的思维,看看你接下来的一天要做什么,你会发现自己已经开始了第一步。

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