王辉的博客

是什么让我对未知世界始终充满热情?

法国工程师学位的我,后台开发六年有余。如今深深爱上了数学,感慨以前学得不够。

首先,无论是哪方面的程序员,都要大量的投资算法和数据结构。因为这是你的基本技能,就像棋手需要知道每个棋子的走法一样。在算法学习的过程中,你绕不过的就是衡量算法的效率,也就不可避免的学习Big O的知识。Big O,需要你了解函数和极限的一些知识,比如说,f(n) = O(g(n))是这样定义的,当n足够大的时候,你总可以找到一个常数c,使得c * f(n) >g(n)。除了效率,还有如何证明算法的正确性。这就要求掌握一些证明方法,比如反正法,递推归纳法。

其次,如果你遇到了性能方面的问题,需要降低延迟,增加吞吐的时候,你很有可能需要去设计高性能的队列系统,这时排队论的知识就显得尤为重要了。排队论要学好,概率论是基石。队列在计算机系统中随处可见,操作系统中的进程调度问题,基于队列解藕生产者消费者的架构问题等等。

接下来如果你对离散优化问题感兴趣,如说背包问题,旅行者问题,当你需要优化一个目标函数的时候,你往往会用到梯度下降法,而理解梯度下降法,对微积分要有很好的理解。更不用说在人工智能,机器学习领域,到处都得优化目标函数,降低预测误差,想走的远,是必须要有数学基础的。

然后再说一下,线性代数,特别是在人工智能里面,很多基本的模型都是线性的,你会随处看到矩阵的用处,单纯的只知道矩阵如何相乘是远远不够的,要理解的跟深入,矩阵是一个函数,用来转换矢量,既然是函数,就会具有很多函数的特点。你应该懂得如何证明 (矩阵甲 x 矩阵乙)x 矩阵丙 = 矩阵甲 x (矩阵乙 x 矩阵丙)

最后,说点我也没有搞明白的,分布式系统中的鼻祖级论文,Lamport的时间,时钟,和事件的顺序据他所说是他从相对论中的时间和空间的关系中得到的灵感。由此可见,不仅是数学,物理也很重要。

总结一下吧,当时是学生的时候,学数学不知道怎么用,只知道考试,回想起来 ,如果应用场景更清晰的话,我会投入的更多。

数学学习资源

入春以来,鼻子痒,堵,流鼻涕,像感冒一样,其实是过敏。看了个耳鼻喉的专家,她的一番话,竟让我联想到了软件开发中的测试问题。就像Dijkstra说的,测试只能表明Bug的存在,而非它们的绝迹

过程是这样的,我做了一个抽血实验,指标说明我没有过敏。医生很耐心的跟我讲,抽血结果说你没过敏,并不代表你没过敏。因为抽血化验只针对一部分过敏原。结果是好的,只能说明你对这些物质没有过敏反应。并不能代表你对其他东西也不过敏。像什么狗毛了,猫毛了,花粉了什么的,并不在化验的范围内,所以你有可能对他们过敏。也没有必要做更多的测试,因为很可能你又测了十几种,还是没找到过敏原,也只能证明对这些测试的东西没反应,而说明不了全部。

话,绕来绕去,就是告诉我,我知道你对哪些东西不过敏,不知道你对什么过敏。这就像软件测试一样,你写了一个测试,我们只能知道,在这种情况下,软件会好用,但并不知道,在哪些情况下不好用。

我举个简单的例子,比如下面的冒泡排序

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
public class BubbleSort implements Sorting {

@Override
public <T> void sort(T[] elems, Comparator<? super T> comp) {
for (int out = elems.length - 1; out > 1; out--) {
for (int in = 0; in < out; in++) {
if (lessThan(elems[in + 1], elems[in], comp)) {
swap(elems, in, in + 1);
}
}
}
}
}

针对下面的输入,都能排好

1
2
3
Arrays.asList(2, 3, 4, 8, 5, 7, 1, 6);
Arrays.asList(2, 8, 3, 4, 5, 7, 1, 6);
Arrays.asList(5, 8, 4, 3, 2, 7, 1, 6);

但有一种情况排不好,你能看出来是为什么吗?

1
Arrays.asList(2, 3, 4, 8, 5, 7, 6, 1);

医生说,没必要做所有的测试,因为成本太大,并且不一定找到好的结果。但对软件测试而言,有没有好的办法呢。我是一个热情洋溢但比较笨的工程师,所以用了一种比较笨的方法,就是随机产生很多测试,暴力解决问题,这里你可以看得到,后来才意识到,在这种情况下,大家都在用一种叫基于属性的测试方法:Property-Based Test。有没有更暴力的呢,还真有,There are Only Four Billion Floats–So Test Them All!

一个过敏测试,一个软件测试,看上去两个没有联系的东西,可认真比较后,却惊喜的找到了他们的共同点。类比之后,反而对Dijkstra的那句话有了更加深入的理解。

  1. 服务精神:超越自我
  2. 服务精神:反馈循环

上次说服务精神的时候,选择了超越自我作为切入点。这次想从反馈循环的角度来谈谈服务精神。先撂个包袱,曾经有一个同事走了,我问他为什么,他说,因为他写的代码,很快就能部署到生产环境,用在客户手里。

什么是反馈循环

反馈循环,说白了就是有去有回,有来有往。你提供了一个服务,想知道服务的质量好不好,你就会问客户,然后根据客户的反馈提升服务的质量,然后把更好的服务,再次提供给客户,往往复复,越来越好。举个例子,你下了馆子,点了个鱼香肉丝,吃完,服务员问你,好吃吗?你说肉有点少。服务员记下来了,告诉给了大厨。第二天,你来了,又点了一个鱼香肉丝,真的发现肉多了,你很高兴,从此就常来吃饭。多亏了你这样的客户,饭馆的生意越做越好。

程序员,也一样,你写了个代码,但是不知道好不好,就想问问客户体验怎么样。然而,到这一步,往往是悲剧,发现没人可问,因为没人用。这就是我今天所想说的。让我们看看反馈循环的缺失所带来的危害,还有如何避免。

有用就是有人用

我出个上联:有用就是有人用。你对个下联。请仔细思考一分钟再往下看。

我很笨,只能想到这个下联:没用就是没人用。真不是逗你玩,什么叫有用?!如果都没人用,还有什么好说的。道理很简单,可忽略了它,会有很多麻烦。不少初创公司就特爱犯这个错误。有一天,你有个好点子,激动的不行,拉上一些朋友,热火朝天的干了起来,憧憬着融资上市时的样子,干了好久,终于要问世了,然而发现,你做了一个没用的东西,对!一个没人用的东西。浪费了时间,感情,和精力。

一个没有服务精神的人,首先想到的不是他的服务对象(很可能想的是成功了怎么办呀),自然,也就不会想着去问回馈。等想起来了,发现已经走得太远了,做了一个没人用的东西。因此,要避免浪费时间,感情和经历,就要首先培养服务精神,搭建反馈循环。

搭建反馈循环

其实,这并不是一个新的话题。很多前辈在不同的领域已经做了很多研究。比如精益创业里的”构建-测试-学习“循环;测试驱动里的”红-绿-重构“循环;还有敏捷开发里的客户融入开发团队的做法;持续交付,等等。

在所有方法的背后,我所体会到的精髓就是服务精神,而服务精神的精髓就是先想到别人。

拿了工资就不算浪费生命吗?

再说最后一点吧,也是我工作六年多了,才有的感触,和服务精神有关系。很多大公司,他们的商业模式往往是经过验证的,肯定是有客户的,否则也不会活那么久,招那么多人。然而作为一个程序员,我们能碰到的往往是大山的一角。写出的代码,从你的文档编辑器到最终用户的手里,往往需要很久,短了几个月,长了可能几年,因为你的项目就是交付不了。这种情况下,我们是得不到用户反馈的。

我之前的想法是,这关我鸟事?工资照常发,代码就算没白写。可培养了服务精神之后,我改变了想法,会有点忧伤。你想想,你用了三年时间写出来的代码,没人用。对,没人用!你不觉得,你这三年可以做一些更有意义的事情吗?

如果有一天我换工作了,我想我的原因,应该和开头那同事说的一样。

  1. 服务精神:超越自我
  2. 服务精神:反馈循环

一位同事最近要离职了,去更远的地方。从他身上,我看到了很多闪光点,其中最亮的就是服务精神。餐厅里,小二接待食客,我们称之服务。作为程序员的我们,用代码给人带来便利,也是服务。

有服务精神的人,更愿意去挑战自我,超越自我。

同样是开发一个API,服务精神缺失的程序员,文档不写,测试没有,每个月能按时领工资,就心满意足了。

有一定服务精神的程序员,他会想到使用API的人。他会写个文档解释API的设计意图和使用方法。他会写一些单元测试,保证代码的正确性。达到这个阶段的程序员,已经可以算得上优秀程序员了。你可以看看周围的同事,有多少人练到了这个段位。

有强烈服务精神的人。他们会想的更远,更周到。就像你去海底捞吃火锅,在你等人的时候,人家怕你无聊,给你提供水果瓜子。这个阶段的程序员,非常注重用户的感受。他们首先要确保API可用易用性。其次,他们还会想到API的性能,让用户在这里花费的时间越少越好。最后,他们还会考虑,万一服务出现问题的时候,如何帮助用户快速的找到问题的症结。

设计一个能用的API容易,但设计一个全面周到的API,难!有服务精神的人明白,用户的赞许和微笑才是他们快乐的源泉,所以他们并不会止步于可用就好,而是追求卓越的服务质量。这种动力会引领他们不断的挑战自我,超越自我。如果你身边有这样的同事,不管是你和他一起开发API,还是使用他的API,祝贺你,你中奖了。

2018年6月更新 已离职,再见,Murex!

三年前,我谈了一次Murex面试。之后,陆陆续续一直有朋友打听Murex。这次结合我的经历和见闻,从学习氛围的角度,再谈一下Murex。

为什么谈学习氛围?除了技术团队之外,我还自愿加入了Murex Dev Branding团队。Branding团队的目的,是为了提升Murex品牌,吸引优秀的软件工程师。想要吸引优秀的程序员,必须先了解程序员们的需求。为此,我们做了大量的需求调研。结果显示,程序员们最重要的需求,是学习!

DevDailies

爱学习,但没时间?Daillies帮助你在繁忙的工作中,找到学习的时间。

我的同事Jonathan,在Devoxx讲了他的DevDaillies的经历,Les Dailies: une nouvelle façon agile d’apprendre en entreprise。大致的做法是,公司内部的一个同事,选择一个他感兴趣的话题,每天十分钟,直接在办公室里给大家传授知识。你只需要转动一下椅子,就可以享受到一个精心准备的知识点。目前,同事们分享了Dailly C++, Dailly Java, Dailly Functional Programming。

Java,C++社区

每个小组所处的环境不同,使用一种编程语言的方式就会不一样。实时金融数据小组,使用Java,注重性能的优化。服务框架小组,更看重Java的扩展性,比如依赖注入。在不同的小组,不同的程序员之间分享编程语言的不同特性,是Java,C++社区的任务。除了分享,如果你有问题,也可以像以上社区寻求帮助。

Conference JavaOne, CppConf, Devoxx

Murex的程序员,每年有机会参加各种各样的技术会议,远到三番的JavaOne,近到骑车十分钟Le Palais de Congress的Devoxx。我本人上一年九月份公费参加了JavaOne,上周刚结束了Devoxx。这些会议,可以帮助程序员在正常的工作中,抽出身来,呼吸一下新鲜空气,扩大视野。

TekTalk

不仅Murex内部之间的人,可以通过社区互相帮助,互相分享知识。我们还会时不时的邀请一些外面的热情人士给我们做演讲。上一次的精益创业的演讲就是在TekTalk的情境下进行的。下图是RedHat的朋友给我们介绍Vert.x。

Meetup

为了方便程序员们在自己的公司就能参加Meetup,Murex会时不时为Meetup提供场地。

培训

Murex目前处在转型的重要关头,如何处理技术负债,如何在老代码的基础上继续创新是一大挑战。为此Murex组织一系列的和Craftmanship相关的培训,其中最重头的就是Working Effectively with Legacy Code的作者Michael Feathers的到来。

CodingDojo

喜欢算法和数据结构吗?每周四的中午12点到14点,算法爱好者相聚CodingDojo,训练我们解决问题的能力。从LeetCode,到CodeJam,到Project Euler,作为程序员,擦亮你的枪杆子!

看这张图,拿披萨盒子当演算纸,厉害了,我的兄弟!

CodinGame/HashCode Hub

竞技编程爱好者,在Murex也能找到战友。同事Manwe在Devoxx分享了他的AI战斗秘籍,每逢CodinGame的比赛,Murex都会组织一个CodinHub。

结语

如果你也有学习的需求,却苦恼周围没有学习的氛围,那你需要怎么办?请仔细想一想。
最后,希望这篇文章能更生动地给大家展现一下Murex。

这次利用业余时间参加了CodinGame的Ghost In the Cell人工智能游戏比赛,下面记录一下比赛中所积累到的经验。一是希望下次能做的更好,二来希望能给没有参加过比赛但是有浓厚兴趣的朋友,起到个抛砖引玉的作用。

赛果

  • 传奇者联盟
  • 总排名: 59/3508
  • 语言排名Scala: 2/50

游戏概述

比赛双方各拥有一个主基地和一定数量的兵力。除了主基地之外,地图上还有待征服的其他基地。每个基地都有一定的产能,一旦拥为己有,就可以生产新的兵力。征服一个基地,需要往基地上派遣足够的兵力,谁的兵力多谁胜。一旦占领基地之后,选手可以通过牺牲十个兵力来转化为基地的永久产能。此外,每个选手还拥有两个炸弹,可以投放到基地上,摧毁在目标基地上的兵力,并且阶段性暂停兵力生产。最后谁的兵力最多谁获胜。更多细则,请参考比赛主页

策略篇

之前的比赛(比如Coder Strike Back, Great Escape),可以利用优化算法(比如基因算法,Minimax算法)对整个游戏进行模拟,无须深入挖掘游戏策略,就可以找到非常高效的方案。

Ghost in the Cell这款游戏一大特点就是巨大的搜索空间(分支因子过大),导致我们无法通过全面的模拟来实现优化的解决方案。这种情况下,我们必须要利用人脑对问题深入分析,设计一个为这款游戏量身定做的策略。这种利用人脑分析引导程序搜索解决方案的方法,叫做启发式(heuristic)算法。启发式算法,不能保证最优的解决方案,但可以在相对短的时间内,找到符合一定条件的方案。

这种方法的效率非常依赖于人们对问题的理解,因此,选择了启发式算法,就要深挖游戏中的概念和规律。接下来是我为对游戏的理解。每次理解得到升级,我的排名都会直线上升。

部队机动性

一旦一个部队从基地上被派遣出去,我们便失去了对它的控制,直至它到达目的地。所以我们要限制在路上的部队,与其让它们长途跋涉,我们应该为它们找到中转基地。这样可以增加部队的机动性,如果在到达中途基地的时候,战况和预估的有差异,我们可以给它们下达新的命令,执行新的任务。

出乎意料的是,通过中转基地的路径,会比直达路径更快。就好像,某些中转基地之间有快车道一样。计算最优路径有现成的算法:Floyd Warshall algorithm。这里是我的scala implementation

距离和产能的天然效应

即便我们可以在部队的数量上胜过对方,我们也未必能征服对方。假如基地A和基地B每轮产生等量的部队,那么基地A必须在起始兵力上拥有一定的优势,才能攻陷基地B。

举例来说,基地A和基地B,初始各有2只部队,并且每轮都生产2个新部队(产能为2),基地A和基地B相距四步。如果基地A在第一轮输送2个部队到基地B,当它们到达目的地时,基地B将坐拥2+4*2=10支部队。因此基地A的2只部队并不能撼动基地B。
基地A必须派遣至少2+4*2+1=11部队才能拿下基地B。因此,基地A的兵力优势必须达到4(路程)*2(产能)=8以上才能发起有效的进攻。因此远征难,没有十足把握,不必发动攻击,而是要利用现有的部队去做更有效的任务,比如扩大产能。

一旦理解了距离和产能的效应,我们可以计算每个基地的时间线。简单来说,就是可以通过计算基地的产能和发往基地的部队,算出基地在每个时间点的占有者和所持有的兵力。这个时间点是我进行攻防策略设计的最重要的根据。

具体来说,对每个基地我都会计算它的20轮后投入产出比,最终的兵力/所需投入的兵力。

炸弹的释放和躲避

炸弹可以摧毁对方的部队,拖延对方的产能。用好它要选择好地点和时机。炸一个没有部队没有产能的基地,没有任何效果。等到自己部队都快要被消灭殆尽的时候再释放炸弹起不了任何作用。因此好的策略,是利用炸弹阻止对方的扩张,为自己的扩张争取时间。

很多人的都选择在比赛一开始,就释放炸弹,这样炸弹会经历一段相对很长的过程才能到达目的地,这个时长增加的炸弹打击的不确定性。我所选择的方案,是在地图的中心点释放炸弹。这样我可以缩短从炸弹释放到炸弹爆炸的时长,进而降低不确定性。

选择中心点当做炮台还有一大优势。值得注意的是,炮弹不能像部队那样,可以利用中转基地缩短两点之间的距离。因此先攻占中间点在发送炸弹可以缩短炸弹爆炸的绝对总时长。

方法篇

在处理一些复杂问题的时候,我们不可能事先就制定一个完美解决方案,因为有很多概念、规律会隐藏的很深。通常,我们要通过实践去学习,边实践边发现。下面介绍一下处理复杂问题的一些方法。

千里之行,始于脚下

边实践边学习的精髓,就是要实践。千里之行,始于脚下,不要怕步子迈的小,一定要走出去。所以,不要多犹豫,开始写代码吧。

这也是我学习离散优化课程中老师大力推荐的方法。先从贪婪算法开始,有助于帮助更深刻的理解问题,发现可以优化的地方,也可以从心里上得到阶段性的成就感。接着再设计更加稳定可靠的优化算法,循序渐进的解决问题。

观察

观察能力,是非常重要的学习能力,通过观察,你可以找到内在的规律,就比如远征难的概念。CodinGame里,你可以观看排行榜上高手的比拼,从他们哪里可以观察到许多有用的策略。

放松

如果你感觉到阻塞,停滞不前了。一定要学会放松,去散步,打球,放空,好的想法说不定在你洗澡的时候就冒出来了。

实战篇

完美的计划,精妙的策略,不执行,都是纸上谈兵。选择一款好的编程语言,好的开发环境,会节省你开发的时间,进而给你更多时间去实践和学习。

Scala语言

Scala把指令时编程和函数式编程结合在了一起,并且对Immutablility有特别好的支持,基于篇幅的限制,我接下来打算专门写一篇文章,介绍面向函数式编程在人工智能对战游戏中的应用。

CodinGame

鉴于CodinGame平台的特点,只能提交一个源文件的限制,我开源了我的CodinGame工具:CodinGame Scala Kit。欢迎大家使用。

结语

这段难忘的比赛经历,让我学到了很多东西。细想起来,主要是我真真正正的投入了进去,这就是竞技编程的魅力。

在人于人之间的相处中,换位思考有利于人们理解彼此的需求,进而促成共赢的局面。把换位思考用到软件的设计中,能够提升软件的质量。这是我在Michael Feathers的培训里,领悟到的最巧妙的一个思维方式。如果你对Michael的名字不熟悉,那么他写的Working Effectively with Legacy Code这本书,你可能听说过。

如何在软件的开发中做到换位思考?在回答这个问题之前,让我们看看换位思考为什么能提升软件质量。

不用不知道,一用吓一跳

你代码敲得很High,把属于你的那部分模块写完了。旁边的小组终于可以调用你的代码了,然而,不用不知道,一用吓一跳。没想到,调用你的代码,得给你准备好十个依赖关系,一个方法要传二十个参数。当然我是夸张了点,可软件的设计中经常会出现这样的问题。

当一个工程师设计代码的时候,如果仅仅站在自己的角度上考虑问题,那么他很难能体会到别人用他代码时的感受。不能从对方的角度出发考虑问题,往往会无法满足对方的需求,甚至损害对方的利益。

拿上面那个例子来说,如果我们能早早的站在对方的角度上思考,就不至于写出来一个需要二十多个参数的方法,换成是你,你也不愿意去用这样的代码。所以换位思考,理解对方的痛点,可以帮助软件设计者降低软件的复杂度,设计出别人方便用,也喜欢用的代码。

测试驱动开发

通过上面的分析,我们理解到了换位思考在软件设计中所能起到的重要作用。那么,怎么才能做到换位思考呢?测试驱动开发是一个极佳的工具,能够引导我们进行换位思考。

我之前对测试的理解,大部分是停留在正确性的层面,比如测试可以保证软件的正确性,重构的时候,测试可以保证已有的功能受到保护。其实,测试还有它的另外一个巨大的作用。它通过让开发者本人,先写测试调用自己的代码的方式,不知不觉的站在了被人的角度上去考虑问题。在让别人用自己的代码之前,先自己用用,看看会不会被吓一跳。这种换位思考写代码的方式,可以很即时,很明显的发现设计上的缺陷。

结语

测试驱动开发,不仅是一种工具,更是一种思维方式,它第一时间帮助工程师去为他人着想,从他人的角度,审视自己的代码。

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