Coders at Work中的Knuth访谈（一）

全书所有人物中，Donald Knuth或许是最无需介绍的一位。过去40年间，他致力于完成多卷本巨著《计算机程序设计艺术》[译注1]——这是一部描述基本算法与数据结构的经典著作，被《美国科学家》杂志评为20世纪最牛的12部自然科学专著之一，堪与罗素和怀特海、爱因斯坦、狄拉克、费曼以及冯·诺依曼等人的大作比肩。他推广算法分析中的渐近符号（即大O符号），发明LR语法分析，还为goto语句从Dijkstra的批判中正名[译注2]。

然而他不仅是个理论家。在1976年完成《计算机程序设计艺术》的第三卷之后，为了把自己的著作排版得更加美观，他本打算用一年时间写一个叫做“TeX和METAFONT”的排版软件。十年后，他把这软件搞定了，同时他还带来了一种新的编程风格“文学编程”，和一种用于排版、至今仍很先进的文章段落断行算法。

他所获的无数奖项中囊括了首届美国计算机协会Grace Murray Hopper奖（1971年）、图灵奖（1974年）和美国国家科学奖（1979年）。他从1990年起不再使用email，因为他工作时不必巨细靡遗。他所关心的只有一件事情——让其著作成为深入理解与解释计算机科学各领域的基石。

在下面这篇访谈中，我们会提及Knuth对文学编程的热情洋溢、对黑箱的矛盾心理，以及对过度强调软件复用的惋惜和遗憾。

Seibel: 你是什么时候开始学习编程的？

Knuth: 是1956年秋天，我在凯斯理工学院[译注3]读大一时。那阵子学校弄到了一台计算机。

Seibel: 是IBM 650？

Knuth: 没错，就是650。它是首台产量破百的计算机。我估计它共生产了好几千台，但应该没到一万。感谢它的量产，就连凯斯都能分一杯羹。

我那时在统计实验室打工，工作是整理卡片。我还主动帮统计员们绘制数据表，以贴补奖学金的不足。那房间在实验室的一楼，有个窗户，你可以看到那台计算机就在窗户后面，其上的指示灯忽明忽暗。这简直太迷人了。

一天下午，实验室里的一个家伙走到黑板前，给我们三个大一新生解释了那台计算机能做些什么。我找到一本关于那机器的手册，手册上有一些十行的示例程序。这些程序在我看来并不高明——程序如此之短但仍有改进余地。

后来我们获准在晚上操作那台计算机。这事儿并不常见，我想当时大概只有达特茅斯[译注4]和凯斯允许本科生碰计算机，而其它地方都会有专人负责管理。你头一天先提交给他们几组卡片，然后第二天他们再把结果给你。在凯斯不一样，你什么都得自己办，他们只会说些“嘿，对这玩意上点心”或者“你不该那么做”或者“这会把机子弄得一团糟”之类的话。这样一来，我们还真有不少摆弄它的好机会。

无论如何，我得先看看我对程序的小改动好不好使，结果它真的好使。于是我感叹道：“天那，这太夸张了吧。我不过是个大一学生而已，但我却比这书里的程序做得更好——没准我是个编程天才。”好吧，事实证明我的确是个天才，但却不是如我所想的那种，因为几乎人人都能写出胜过那本“奇特”手册的程序。

这机器用的是十进制，所以我用不着学习奇怪的二进制计算，尽管我中学时已对二进制计算略有所知。它是十进制这一事实使得它以某种方式显得更加人性化，或者怎么说呢，更让人觉得舒服。我至今仍然记得它的一个机器码——65表示reset-add-lower[译注5]——这可以帮我编口令什么的。

Seibel: 坏了，你这不是说出你的秘密了吗。

Knuth: 嗯，是啊。之后，我决定写个100行左右的小程序计算某数的质因数。我在夜深人静、机器空闲的时候调试程序，结果在100行的程序里找出了上百个bug。不过两星期后我完成了这个程序，它能够给出你用控制开关输入的任意一个10位数字的质因数。

这就是我学习编程的方式——说白了就是先鼓捣出一个程序，然后在机器前耗上几周时间，慢慢让这个程序一点一点好起来。

我的第二个程序是在二进制和十进制之间转换。然而真正让我成为一个程序员的是我的第三个程序，那是一个井字棋游戏[译注6]。

我必须在这游戏里用到一些数据结构。我做了三个版本的井字棋游戏，其中之一能够自学习。它起初对游戏一无所知，然后它会觉得每次输棋时走过的那些步挺差劲，而它的对手走的那些步还不错，因此它会给某些格子加分同时给另外一些格子减分。在下过400盘以后，它就能下得有模有样了。

译注1：这部家喻户晓的著作原计划出7卷，但Knuth在其网站上的言词似乎让人感觉（至少译者这么认为）完成前5卷是更现实的任务。他打算在写完第5卷之后，再对第1至3卷进行一次修订；并且写一本精华集，包含1至5卷最重要的内容。

译注2：goto语句是否有害的论战曾在程序语言史上风行一时。Dijkstra批评goto语句破坏了程序的结构，而Knuth较为客观地从程序结构和效率两方面分析了goto语句，主张为了提高效率可以有控制地使用goto语句。此类论战可谓见仁见智，角度不同，见解也就不同。但就译者看来，现今的高级语言往往通过包装goto语句将其改头换面，达到提高效率的目的，如异常处理、break、switch语句等都是有条件限制的goto语句，这也证明Knuth的观点更贴近实际一些。

译注3：凯斯理工学院（Case Institute of Technology），由慈善家伦纳德·凯斯创立于1880年，位于俄亥俄州的克利夫兰。1967年与西方储备大学合并为凯斯西储大学，合并后为俄亥俄州第一学府，同时也是该州最大的私立研究型大学。

译注4：达特茅斯学院（Dartmouth College），建于1769年，是美国历史第9悠久的大学。它是位于美国东北部新罕布什尔州汉诺瓦市的一所私立大学，同时也是常春藤盟校之一。

译注5：reset-add-lower是IBM 650的一条指令，其机器码为65。该指令的作用是先把累加器清零，然后把指定内存里的内容加到累加器的低10位上（IBM 650的累加器共有20位数字位和1位符号位），其作用似乎相当于现在汇编语言里的MOV指令。

译注6：井字棋游戏（tic-tac-toe），在九宫格内由双方轮流落子，先连成直线或斜线者胜。由于局面较为简单，因此后来开发出不少变种以增加难度。也正由于其局面的简单性而被广泛用于人工智能算法的研究。

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