Искусство программирования для Unix - Реймонд Эрик Стивен

Ниже приведен анализ учебных примеров с использованием категорий сложности, сформулированных в начале данной главы.

13.3.1. Идентификация проблем сложности

В каждом текстовом редакторе присутствует определенный уровень необходимой сложности. Как минимум, редактор должен поддерживать во внутреннем буфере копию файла или файлов, редактируемых пользователем в текущий момент. Минимальным требованием являются функции для импорта и экспорта файлов данных (обычно с диска и на диск, хотя потоковый редактор sed(1) является примечательным исключением). Необходима поддержка какого-либо способа модификации буфера, однако этот способ невозможно определить без описания специфических функций, которые являются необязательными. За рамками описанных функций четыре рассмотренных выше примера демонстрируют широкий диапазон отличий в уровнях необязательной и случайной сложности.

Из всех рассмотренных редакторов ed(1) обладает наименьшей сложностью. Почти единственной неортогональной функцией в его командном наборе является то, что многие его команды могут принимать суффиксы "р" или "I" для распечатки или вывода результатов выполнения. Даже после трех десятилетий добавления функций существует менее тридцати команд редактирования, а обычный рабочий набор большинства пользователей включает в себя не многим более десятка команд. Не многое можно удалить из редактора в части необязательной сложности, а случайную сложность вообще трудно идентифицировать. Пользовательский интерфейс редактора ed строго компактен.

Оборотной стороной этого является то, что интерфейс редактора ed не вполне подходит даже для таких базовых задач редактирования, как быстрый просмотр текстового файла. Пользователю необходимо довольно жестко ограничить свои цели, для того чтобы ed оказался приемлемым решением для интерактивного редактирования.

Предположим, что в качестве цели добавляется "поддержка визуального просмотра и редактирования множества файлов". В этом случае редактор Sam кажется не очень далеким от минимального ed-расширения, которое могло бы достичь данной цели. Примечателен тот факт, что разработчики не изменили семантики унаследованных ed-команд. Они сохранили существующий, ортогональный набор возможностей и добавили сравнительно небольшое число новых, которые сами по себе являются ортогональными.

Одним крупным увеличением необязательной сложности (сложности реализации) является имеющаяся в редакторе Sam возможность отмены неограниченного числа операций. Другой значительный фактор — новое средство организации циклов и взаимодействия на основе регулярных выражений в командном языке редактора. Данные свойства, а также тот факт, что мышь можно использовать как устройство выбора, — это почти все, что отличает Sam от гипотетического ed с оконным интерфейсом и возможностью использования мыши.

На уровне конструкции в Sam трудно идентифицировать какую-либо случайную сложность, однако в этом нельзя быть уверенным без всестороннего аудита кода. Интерфейс является, как минимум, полукомпактным, а возможно, и строго компактным. Данный редактор функционирует в соответствии с высочайшими стандартами Unix-проектирования, что не удивительно, учитывая его происхождение.

В противоположность Sam, редактор vi выглядит довольно раздутым и недоработанным. В vi имеются сотни команд, многие из которых дублируются, что в лучшем случае является необязательной сложностью, а возможно, и случайной. Предположительно, большинству пользователей известно не более 5 % командного набора. При сравнении данного редактора с примером Sam возникает закономерный вопрос: почему сложность интерфейса vi настолько высока?

В главе 11 описан результат отсутствия стандартных клавиш перемещения курсора в ранних rogue-подобных программах. Редактор vi был одной из таких программ. Когда он появился, его автор знал, что многим пользователям понадобится возможность использовать традиционные для экранных телетайпов Unix клавиши перемещения курсора. Это сделало модальный интерфейс неизбежным. Как только клавиши h, j, к и 1 получили зависимые от режима значения в буфере редактирования, слишком быстро проявилась привычка добавлять новые команды уникальным способом.

Редактор Sam, с его зависимостью от растрового дисплея с клавишами-стрелками и мышью, может быть гораздо более четким. И является таковым.

Однако нагромождение команд vi является сравнительно поверхностной проблемой. Это интерфейсная сложность, но большинство пользователей могут проигнорировать и игнорируют ее (интерфейс является полукомпактным в том смысле, как это было определено в главе 4). Более глубокой проблемой является ловушка специального кода. За годы своего существования vi постепенно накапливал все больше встроенного узкоспециального С-кода для выполнения таких задач, которые Sam "отказывается" выполнять, а в редакторе Emacs для этих целей используются модули Lisp-кода и управление подпроцессами. Расширения vi, в отличие от расширений Emacs, не являются библиотеками, загружаемыми по мере необходимости. Пользователи постоянно расплачиваются за распухание кода. В результате различие в размерах между современными версиями редакторов vi и Emacs не такое большое, как можно было бы ожидать. В середине 2003 года на Intel-машине GNU Emacs занимал 1500 Кбайт, тогда как vim занимал 900 Кбайт. Эти 900 Кбайт хранят в себе огромную необязательную и случайную сложность.

Для приверженцев vi отсутствие встроенного языка сценариев, то есть отличие от Emacs, стало вопросом индивидуальности, центральной частью общего мифа о том, что vi является легковесным редактором. Поклонники vi любят говорить о буферах фильтрации с внешними программами и сценариями для выполнения тех задач, которые в Emacs выполняют встроенные сценарии. Однако в реальности команда "!" редактора vi не способна фильтровать меньшие диапазоны буфера редактирования, чем диапазон строк (редакторы Sam и Wily, несмотря на то, что управление подпроцессами в них развито не больше, чем в vi, способны, по крайней мере, фильтровать произвольные текстовые диапазоны, а не только диапазоны строк). Если в vi необходима поддержка файловых форматов и синтаксиса, которые отличаются в более мелких деталях (а в большинстве случаев это так), то сведения об этих форматах и синтаксисе должны быть встроены в С-код. Таким образом, вряд ли соотношение размеров кодовых баз между Emacs и vi будет улучшаться в пользу vi, а, вероятнее всего, оно будет только ухудшаться.

Emacs является достаточно большим редактором с достаточно запутанной историей, что значительно усложняет разделение его необязательной и случайной сложности. Начать можно с попытки отделения незначительных случайных свойств конструкции Emacs от ее необходимых основных элементов.

Возможно, наиболее очевидной незначительной частью конструкции Emacs является язык Emacs Lisp. Lisp существенен для работы редактора, он представляет то, что в настоящее время называется встроенным языком написания сценариев, однако если бы данным языком был Python, Java или Perl, то Emacs немногим отличался бы в своих возможностях. Однако в то время, когда был создан Emacs (в 1970-х годах), Lisp был почти единственным языком, обладающим характеристиками (включая неограниченно расширяемые типы и методику сборки мусора), которые позволяли применять его для данной задачи.

Большинство деталей обработки событий в emacs и управления растровым дисплеем (включая поддержку интернационализации) также являются случайными. В истории Emacs они привели к "великому расколу" (разветвление GNU Emacs/XEmacs), который демонстрирует тот факт, что ни одна другая часть конструкции не требует какой-либо модели событий.

С другой стороны, способность связывать произвольные последовательности событий с произвольными встроенными или определенными пользователем функциями является необходимой. Язык сценариев может измениться, как может измениться и событийная модель, однако без полиморфизма в способе их соединения конструкция Emacs была бы неузнаваемой и недееспособной. Расширения должны были бы конкурировать друг с другом за монопольное использование ограниченного множества событий, а активизация нескольких взаимодействующих режимов в одном и том же буфере была бы затруднена или невозможна.