『转』专访刘伟:软件开发人员的内功修炼之道

摘要:数学修养对软件开发之路起着什么作用?码农如何修炼自己的内功并成长为优秀的软件开发员?带着相关思考,社区之星第10期采访了中南大学副教授——刘伟。他对数学修养、设计模式、软件架构和重构方面的独特见解,相信会给众多码农和技术大牛带来新的收获。

导语:他虽然是一名大学老师,但却有着十多年软件开发和项目管理经验,他曾任职于湖南移动、创智软件园、NIIT(印度国家信息技术学院)和长沙创智新程教育技术有限公司等机构,也曾为多所高校、软件培训机构担任讲师和多家公司提供企业内训服务。另外他还主持和参与了30多个软件项目的开发工作,涉及教育、电子商务(政务)、企业EAI、移动通信等领域,此外他还致力于科研研究。正是这种复杂的多重经历,让他对软件开发有着独到的见解和心得,为此CSDN记者对这位学者兼技术人进行了专访,希望大家看完后能够对软件开发之路有全新的认识,尤其是对软件开发人员至关重要的设计模式、数学修养、软件架构和重构方面。

119_130116105437_1.jpg

刘伟,中南大学软件学院副教授,博士。中国计算机学会会员,美国计算机学会(ACM)会员,希赛教育集团企业内训讲师,新程教育集团顾问兼高级讲师,CSAI顾问团专业顾问及内训讲师。具有十多年软件开发、项目管理及IT教育培训经验,曾担任项目经理、系统架构师、软件工程师、IT培训讲师和高级讲师等职位。研究方向为软件工程与数据挖掘,目前正从事相关算法的研究与CASE工具的开发工作。著有:《设计模式》、《设计模式实训教程》、《设计模式的艺术——软件开发人员内功修炼之道》等书。同时也在编著新书《UML实用教程》和《C#设计模式》。

我与计算机的故事

CSDN:请和大家介绍下你及所从事的工作

刘伟:我现在主要从事软件工程和数据挖掘等领域的科研、教学和研发工作。具体工作包括:

  • 软件工程专业课程的教学工作:主要讲授《软件工程》、《设计模式》、《软件体系结构》和《电子商务与数据挖掘》等课程。
  • 软件工程和数据挖掘等领域的科研工作:注重理论研究与实际应用的结合,目前主要研究课题包括源代码自动重构、CASE工具研发、源代码中设计模式挖掘、软件度量等,目前承担的几项科研项目的研究工作,已得到包括华为在内的多家企业的关注并愿意参与其中。
  • 企业培训与支持工作:在周末和寒暑假,我会给一些企业提供需求分析、UML、设计模式和重构等技术培训,密切与企业联系,为企业项目开发提供一些指导,同时也为高校教学工作添加更多真实的企业案例,已经给多家公司提供过企业内训,反响都还不错。
  • 软件研发工作:时间允许的话我会承担一些软件项目的研发工作,目前正在从事一些CASE工具的研发工作。

CSDN:你并非计算机出身,是什么缘故促使你自学计算机课程?在学习上有什么心得可分享?

刘伟:严格来讲大学期间我并不是一名好学生,因为我没把时间和精力放在专业学习上,现在从事的工作也与大学所学专业没有关系,但我并不后悔,反而觉得大学四年让我更加清楚地知道自己想要什么,树立了更长远的目标,那几年也过得很充实,为之后的学习和工作奠定了很好的基础。

我大学本科学的是化学专业,不过从大一(1999年)开始就对计算机产生了极大兴趣,然后自学了所有计算机课程,大二开始在一些校办网站和软件公司兼职。在本科和研究生学习期间,我利用课余时间在多家软件公司兼职,也组织过团队在外面接一些项目。软件开发是极富挑战的创造性工作,我很享受那个集体力和脑力劳动于一体的过程,我想最根本的原因应该还是兴趣所在吧。

在大学期间,我对软件教育和技术推广也具有极大热情,2001年(19岁)开始在一些IT培训机构担任网页制作、SQL Server数据库等课程的兼职讲师,同时考取了高级程序员等证书,还获得了微软认证系统工程师和微软认证数据库管理员。

对于软件知识和技术的学习,我有以下几点建议,供参考:

  • 最重要的是兴趣:兴趣是可以慢慢培养,作为一名软件专业老师,我也有意识发掘并培养学生的兴趣,让学生喜欢上这个专业,然后再努力去学习研究,进而全面学习和掌握相关专业知识;
  • 其次是学习能力:IT知识更新速度非常快,一定要培养自学能力,我经常跟学生说:真正成功的大学教育并不在于教会学生多少东西,而是教会学习的能力,这种能力让大家终身受用。俗话说:授人鱼,不如授人以渔!只有不断学习,才能真正成为行业领袖和专家。在学习过程中,要善于利用互联网资源,不要把电脑和网络当做娱乐工具,而应该作为学习工具,经常访问一些IT网站,看一些行业新闻、博客和论坛等,多交流、多讨论和多虚心学习。
  • 多思考,多实践:软件工程是工程应用类专业,一定要多实践,有条件可以参与一些老师牵头的横向项目(企业项目),或者在不影响学习的情况下接点企业小项目做做(例如小网站或者小型的MIS系统之类),这样能力提升会更快,而且能够学到很多在课堂上学不到的知识和经验。

2010年我在CSDN博客上发表了一篇文章,《写给明天的软件工程师——感悟篇》,大家如果感兴趣的话可以看看。

CSDN:你微博中用“软件兴邦,教育利民!致力于中国软件教育“作为座右铭,想传达什么?

刘伟:这包含了我的人生理想,我现在的目标是成为一名一流的IT教育工作者,这里的IT教育是广义的,除了高校教育、企业培训外,还包括职业教育等,我觉得一个行业要能得到更好的发展,应该有一套成熟、科学、合理的人才培养体系。现在软件行业的地位和重要性毋庸置疑,前段时间我在博客中转载了一篇文章《软件应用无所不在 正吞噬整个世界》,现在软件已渗入到各行各业,而且很多传统行业已经离不开软件的支持,例如:零售、交通、出版、医疗、招聘、娱乐、电信、教育等等,还有很多行业本身就是依托于软件的,例如电子商务、在线游戏等。网景公司创始人、硅谷著名投资人马克·安德森的这篇文章中,他列举我们所面临的三大挑战第二条就是人才问题,软件行业缺乏大量能够胜任的软件工程师、经理、营销人员和销售人员,他指出只有教育才能解决这个问题。正因为如此,我觉得自己的选择是非常正确的,我也希望自己能够通过努力,成为一名优秀的软件教育工作者。“软件兴邦,教育利民!致力于中国软件教育”这句话也是用来勉励自己,希望自己能够不断研究和探索软件人才培养的规律和模式,以便更好地从事软件教育工作。

数学之美:程序员应有的数学修养

CSDN:一名优秀的程序员和他的数学修养有没有什么联系?它给程序员带来的最大帮助是什么?

刘伟:我个人觉得是有联系,而且关系很密切。数学作为自然科学之母,更多的是培养人的逻辑思维能力,是思维的体操。

我们要区别一下合格程序员和优秀程序员,合格程序员可以完成一些常规的代码编写工作,例如CRUD,这里确实用不到太多的数学知识,但是如果希望能写出高质量的代码(例如具有良好的时间复杂度和空间复杂度),或者参与一些技术难度较大的软件开发工作(例如涉及到构建数学模型的软件,如交通调度系统、与电子商务有关的数据挖掘系统、计算机模拟药物设计软件等),良好的逻辑思维能力是必须的,而数学正可以培养这种能力。

良好的数学修养将让程序员在设计和实现软件时思维更严谨、思路更开阔、考虑也会更缜密,有助于写出高质量的软件,还有利于参与一些技术复杂度较高的软件,这对于个人综合素质的提高和职业发展都很有帮助。我建议大家有时间看看数学书,做做数学题,你能够从中找到快乐!

CSDN:那程序员如何培养自己的数学修养?应该培养哪些数学修养?

刘伟:2012年有三本书卖得很火,它们是:腾讯副总裁吴军先生的《数学之美》、日本资深技术作家结城浩的《程序员的数学》和北大高材生顾森的《思考的乐趣:Matrix67数学笔记》。而购买者绝大部分都是IT相关人士,当然最多的还是程序员。由此可见,很多一线程序员都意识到有时间应该学学数学,看看数学书,培养自己的数学修养。这是好事,说明大家都在努力求进步,都在努力提升自己的综合水平。我也读完这三本书,收益颇丰。

2006年我在CSDN博客上发表了一篇题为《浅谈程序员的数学修养》文章,很多人发表了一些不同的看法和意见,当然我在这篇文章中所写的很多都是个人观点,难免会存在一些考虑欠周全的地方,但对于一名优秀程序员是否应该具备一定的数学修养这个观点我还是坚持自己意见,我认为是肯定的。那么如何培养自己的数学修养,我在《浅谈程序员的数学修养》一文中有提到,大家感兴趣的话可以看看这篇文章,另外我还转载了几篇与之相关的文章:《数学是成就卓越开发人员的必备技能》和《编程需要知道多少数学知识》,有一些不同的声音,大家都可以看看。

需要指出的是这里所说的数学修养并不是指数学知识,不是指你各种解题能力,这里所指的数学修养更多的是平时对数学知识的积累。比如适当做数学题来训练自己的思维、看有关数学书来丰富自己的知识体系,当你需要在工作中具体用到一些数学知识时,你可以很快地学习。数学修养的培养更多的是培养自己的逻辑思维能力,这对于一个优秀程序员是非常重要的能力,数学修养不等于数学知识,并不是看几本高深的数学书就能有好的数学修养,真正的数学修养的培养并不需要我们一定要掌握多少高深的数学知识,而是在平常的学习和工作中能够将数学知识和正在解决的问题联系起来。例如当你在设计一个电子商务系统时,除了传统的CRUD,你还应该考虑一下顾客行为分析、商品推荐、网站链接结构优化、广告投入策略、信息检索模型构建等,这里面也许就需要用到贝叶斯网络、粒子群优化、图论、 聚类和分类等与数学相关的知识,如果你具备很好的数学修养,平时也注意数学知识的积累,那么即使从头开始学这里的某些知识也不是难事。由此可见,对于一名优秀程序员而言,数学修养是必备的。

具体来说,数学修养的培养可以从算法分析和设计开始,深入理解一些经典算法的设计原理和实现机制,我认为算法是数学的一部分,是数学在计算机领域的应用,就像数学应用在材料、力学、经济学一样。另外,有空的话可以多做数学题和逻辑题,把这些习题当做一种逻辑思维练习,让自己思维更加活跃一点,Bob大叔(Robert C. Martin)称这种练习为卡塔(Kata),我建议大家有时间每天也做一两个卡塔,有些数学题可以不在纸上写,直接用程序实现也可以。另外,前面提到的那三本书也挺不错,建议大家有时间可以看看,权当一个入门,总之一定要认识到数学修养的重要性。对于那些正在或有志于数据挖掘、信号处理、图像处理和搜索引擎等工作的朋友,那数学的重要性就不多言了,大家都懂的。

IT人才培养

CSDN:在大学计算机专业课中哪些课程最难?你又是通过什么方式简单地讲解难点?

刘伟:大学计算机专业课中比较难的课包括离散数学、数据结构、编译原理、算法分析与设计等(来自同学反映),当然有的学校还开设了信息论与编码、数字图像处理、计算机图形学、计算机密码学、数据挖掘等,这些课跟数学以及逻辑思维能力或多或少有点关系,当然也因人而异。上述这些课程对于有些同学而言也并不难,但是跟软件工程、操作系统、计算机网络、计算机组成原理等课程相比,很多同学在学习这些课程时相对更加吃力。

这些课有些我也没有教过,在以前讲授数据结构、算法分析与设计等课时,如果遇到比较难的地方,我会首先利用一些图形和动画来分析其原理,先形成一个感性的认识,然后引入一些比较容易理解和通俗的实例来讲解,通过对具体问题的分析来逐步深入。特别是算法,不能为讲算法而讲算法,最好能够结合一些具体问题来分析,对于算法的本质需要讲透彻一点,但通常数学基础较好的学生可以快速消化这些知识,而数学基础相对较差的在学习过程中遇到的困难更大。因此,我有时候也会要求学生在课后做逻辑思维题,例如数字找规律、图形找规律、逻辑推理、简单的数学证明题等来训练一下思维能力,这其实也是在无形中培养自己的数学修养,通过一段时间的训练,有些同学确实有所进步,在思考问题时思路更开阔、更严谨,对算法的理解也更深入。

CSDN:你曾做过几年开发,后来为什么从技术人转为IT教育工作者?之前的工作对你现在有何帮助?在给高校学生上课之外,你还喜欢与企业交流,为什么?

刘伟:我个人对教育事业可以说是情有独钟,我出生于一个教师家庭,祖父、父亲、母亲都是教师,祖父和父亲是一所中学教师(祖父是老校长,父亲是现任校长),母亲是小学教师。从小就在学校长大,一直很喜欢把自己学到的东西传授给别人,这很快乐。在大三(19岁)时我就在IT培训机构担任网页制作、SQL Server数据库等课程的讲师,那时学生基本上比我大,但学习完之后,大家反应都还挺好,说我讲课思路清晰、内容很丰富、信息量大,能够学到很多东西,我想这方面还有点遗传基因吧。研究生阶段也在职业培训机构担任兼职讲师,硕士毕业(2006年)后在湖南移动、创智软件园上班,主要从事软件研发工作,还在NIIT(印度国家信息技术学院)、创智新程教育技术有限公司(原创智集团教育事业部)担任高级讲师,同时也担任几所高校的企业兼职教师,之后读博并在中南大学软件学院任教。从2001年开始都从事与IT教育相关的工作,之前是兼职,现在是全职。对于软件研发、软件职业教育、软件高校教育我都有涉足,正是这种特殊的工作经历,让我对IT人才的培养有更深刻的理解和认识。

在有过几年一线开发经验后,我发现自己最大的长处还是在于将一些知识用较为通俗的语言和实例传递给他人,这也是一名好教师,特别是IT相关教师应该具备的能力,因此,我陆续拒绝了很多国内外知名企业的Offer和多家猎头公司的邀约,在经过慎重思考后我已逐步将工作重心转移到软件教育上。另外我觉得中国的软件教育需要一批有过企业背景,也具有较好表达能力和感染力的老师,我自认为还是具备这些条件的。看到我的学生们能够进入一些一流的软件公司、做出一些优秀的软件,所带给我的成就和愉悦感,远比自己收获这些要大。

企业工作背景对我的教学工作非常有帮助,在教学过程中,我会结合一些企业真实项目实例来进行知识讲解,会结合我之前的一些工作经历讲授一些书本之外的知识,例如在讲解软件需求工程时,我会告诉学生我曾参与开发的一些项目是如何来获取需求的、对于不同的需求源我们做了哪些分析和考虑、采用了哪些需求获取手段、如何记录需求以及如何确认需求,跟学生讲我们当时遇到了哪些问题以及最后怎么解决的,还会穿插一些真实的小故事,让大家的学习过程不那么枯燥无味,而是充满好奇感和趣味性。正因为之前参与过那么多实际的项目,亲身经历过很多软件的成功与失败,也充分体会到过程的快乐与艰辛,才让我现在能够自信满满地站在讲台上,与学生们分享我的知识与经验。

为了不脱离企业,我现在仍然会经常与企业进行交流,我一直认为,一旦脱离企业实际需求,IT教育不可能培养出真正优秀实用的人才。一方面,我会在工作之余参与一些企业项目的开发工作,主要以顾问的形式参与需求分析、系统架构设计、技术评审等,尽自己的能力给一些企业提供指导,例如教企业如何实施Scrum、如何使用UML构建软件模型、如何对源代码进行优化和重构等。在提供指导的同时,我又可以将这些知识和经验传递给在校学生,让学生知道现在企业正在做什么、他们是怎么做的、遇到了什么困难、应该具备哪些知识才能胜任这些工作,我觉得这是一个良性循环,学生们学习了这些知识和技能之后在实际开发中就能够用上,而且学习过程本身也很好地切合了企业的需求,在一定程度上解决高校人才培养和企业实际需求脱节的问题。当然,我现在所做的还是一个探索性的工作,也希望这项工作对于我国高校软件人才的培养有一定的参考价值。另一方面,我也在分析企业的一些需求,例如,有些企业员工因为工作压力大、项目进度紧等原因,无法静下心来学习一些新知识,于是我会将这些知识整理好,用较短的时间和较为通俗生动的方式传授给他们,我觉得这也是IT教育很重要的一个组成部分,教育是贯穿一生的,活到老,学到老。

与企业交流让我了解到企业对人才的需求,能够为我的教学工作提供更多真实案例,同时我也能够为企业开发人员提供一些指导和培训,此外,我个人的知识和经验也在不断累积,有助于我更好地从事软件教育工作。

CSDN:现行的软件人才培养体制有哪些缺陷?你认为该如何改进?

刘伟:关于现行软件人才培养体制,我个人也有一些自己的意见和建议,下面我谈几点自己的看法吧。

  • 培养目标问题。做科学家好还是工程师好?研究型大学是不是不应该培养工程师?研究型大学如何培养工程师?现在很多985和211高校的口号都是建设国内一流的研究型大学,老师们都全力去做科研,而工程类专业,特别是软件工程又是以培养工程应用型人才为主,如果老师们都将精力用于做科研了,谁来培养工程师?怎么培养工程师?而且没有实际的项目开发经验,只是照本宣科,停留在纯理论的教学中,如何能够培养出合格的工程师?我个人觉得工科大学本科教育(工程类专业)应该还是以面向应用工程型为主,如果希望当科学家,应该是在硕士,特别是博士教育中。随着工程硕士规模的扩大,很多人硕士毕业之后还是当工程师。如果有志于当科学家的同学,应该从本科就做好准备,打下良好研究基础,学好数学、英语和一些基础理论课程,最好能够把算法、计算理论、编译原理、形式化方法、数据挖掘、计算机图形学等知识学好,为做科学研究打下基础,如果有机会的话,可以提前和老师们一起参与一下科研项目的研究,了解一下科研的流程,说不定还能够做出点啥科研成果。而对于大部分想做工程师的同学而言,软件开发类课程就非常重要了,无论是编程、分析设计、架构还是测试,以及数据库、操作系统、数据结构等基础课都是成为一名优秀工程师的基础,如果有机会,做做实际的应用型项目(不是停留在课程设计或者项目实训等模拟项目上),那帮助就更大了。在大学阶段有一个比较明确的职业规划,对于同学们的成长确实有很有帮助,虽然这个做起来有点难度。
  • 课程体系的建设问题。这也是软件工程教育的一个核心问题,它对应于一个怎么做的问题,软件工程专业的课程体系要兼顾多方面,因此一套完善合理的课程体系需要不断调整和优化,这样难免会有一些同学会成小白鼠,但是这是人才培养道路上必经的一个过程,还望做过小白鼠、正在做小白鼠和即将成为小白鼠的同学们理解。一套科学合理的软件工程课程体系,我认为至少要考虑如下两个方面:用人企业的需求(分析用人企业所需的技能和技术,结合企业的招聘启事,请企业专家参与评审课程体系,包括课程的培养目标、先后顺序、教学大纲和实验安排等)、人才的长远发展(我们不能只是培养码农,需要培养出能够具有更好发展前景的软件人才,因此除了编码类课程,还需要开设需求、分析、设计、架构、测试和项目管理等课程)。对于教育工作者,人才是产品,用人单位是客户。我们都希望能够培养出高质量的产品,满足客户的需求,做到三方共赢!
  •  教学与实践课时分配的问题。软件工程是一个重实践的专业,必须要多实践,重点培养实践能力,许多高校都在压缩教学课时,大量增加实践课时。但是现在有一个很重要的问题是很多学校的教学资源不足,不可能所有的课都在机房上。大家经常会提到一个“做中学”的问题,对于软件人才的培养,确实需要增加实践课时,我个人觉得如果网速足够快并提供合适的在线项目开发和管理平台,有些练习和项目完全可以在宿舍完成。教学课时没有必要开设那么多,我始终还是坚信那句话:大学教育更多是培养大家学习能力,而不是学习知识本身。
  • 师资问题。作为软件工程专业的教师,必须不断更新自己的知识体系,需要至少在某一个或几个领域与最新技术接轨,每年应该也要实时充电,让学生们能够在学校就学到一些前沿知识。对于有些知识的学习,老师的理解能力和消化能力还是要强于学生,毕竟对行业和专业的了解更为全面和系统。我个人的观点是,作为从事软件工程一线教学的教师,应该有目的地提升自己的实际项目开发能力,不断学习新知识,“一门课上到退休”对我们来说并不适用,也不应该是这样。作为一名软件教育从业者,我要求学生要努力学习,学会自学新知识与技能,同时我也需要不断学习,只有这样,我自己也才能实现成为一流IT教育工作者的梦想。
  • 高校与企业联合办学的问题。与企业联合办学是目前很多高校在培养软件人才时采用的一个重要的手段,这样一方面可以让学生学到一些企业实用技术,另一方面可以缓解师资不足的问题。学生也特别希望能够有一些企业老师来讲课,学习到更多实用的技术和经验。我想我的课之所有学生们喜欢,跟我之前有过几年项目开发经验有很大关系。但是在校企联合办学过程中,地域因素也不得不考虑,例如在北京,如果要找一流的测试专家给某个高校上软件测试的一些课程,可以找中国软件评测中心或国家信息中心软件评测中心,但是有很多二线、三线城市的高校就没有这么便利的企业教学资源,应该建立一个校企合作的平台。我觉得校企合作是一个对三方有利的方式,对于学生和学校的好处不用多说,对于企业而言,可以从中选拔优秀的潜在员工,还可以宣传自己的企业和产品,同时带来新的赢利点。很多国内外知名软件公司就成立了专门的校企合作部门,已经嵌入到师资培训、学生培养、实习生安排和社团活动等多个环节,并取得了不错的效果。

当然,还包括不同层次的学校人才培养的差异性问题、软件工程硕士培养问题、不同方向(开发、测试、互联网营销等)的软件人才培养问题等。每一个问题都可以作为一个专题讨论,恕本人才疏学浅,也不妄加评论了,以后有机会再跟大家进一步交流。以上很多观点都来自我2012年12月份写的一篇博文《如何培养软件工程人才——参加“第一届高等学校软件工程人才培养高峰论坛”有感》,欢迎大家一起交流和讨论。

转自 http://www.csdn.net/article/2013-01-15/2813690

本文章迁移自http://blog.csdn.net/timberwolf_2012/article/details/8621030