The Clean Coder - Speaker Deck

The Clean Coder

by Andy Cheng

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The Clean Coder A Code of Conduct for Professional Programmers Andy Cheng 2014.3.6

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Robert C. Martin • 自稱Uncle Bob (Bob大叔) • 敏捷宣言(Agile Manifesto)發起人之一 • 魯蛇(Loser)到人生勝利組的代表 • https://twitter.com/unclebobmartin • https://github.com/unclebob

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Uncle Bob的著作

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大綱 •專業素養 •接受與拒絕的藝術 •寫程式的奧義 • 測試策略 • 時間管理與預估 • 團隊協作與管理

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專業素養

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希波克拉底誓言 (Hippocratic oath) 作為一個專業人士，首要職責與目標是盡其所能行有益之事

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讓QA找不出任何問題 • 承擔責任 • 能對自己所犯的錯誤負責 • 練習道歉，必須不會再三犯同樣的錯誤 • 不要破壞軟體功能 • 要做的專業，就不能留下Bug • 要確信程式碼能正常工作 • 測試，使出渾身解數來測 • 自動化單元測試 • 100%測試覆蓋率

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程式結構的持續改善 • 持續重構程式碼: 讓程式保持固定不變是危險的 • 如果不隨時修改，程式碼會僵化改不動 • Eagleson's law • 任何一段你自己寫的程式，只要超過六個月沒去看它，就跟別人寫的沒兩樣了 • 無情重構(merciless refactoring) / 童子軍規則 • 對於每個模組，每次簽入一次程式碼，就要讓它比上次簽出時更為簡潔 有了覆蓋率100%的自動化測試，不要害怕改壞程式碼

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職業道德 • 雇主沒有義務確保你的職涯發展 • 雇主沒有義務送員工參加培訓課程和會議 • 一周40小時的工作時間，應該用來解決雇主的問題 • 每周工作40+20小時 • 前40小時給雇主工作，後20小時給自己用於學習 • 持續學習：軟體開發人員必須堅持廣泛學習才不至於落伍 • 你會找不看醫學期刊的醫生看病? 你會聘請不瞭解最新稅法的稅務律師?

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軟體開發人員必須精通的事項 • 設計模式 (Design Patterns) • 可以描述GoF的23個設計模式，必且對於POSA (Patten-Oriented Software Architecture) 書中所介紹的許多模式都有實務上的使用經驗 • 設計原則 (Design Principles) • SOLID • 方法 (Methods) • XP, Scrum, Lean, Kanban, Waterfall, Structured Analysis, Structured Design • 學科 (Disciplines) • TDD, Object-Oriented Design, Structured Programming, Continuous Integration, Pair Programming • 工具 (Artifacts) • UML, DFD, Structure Chart, Petri Net, State Transition Diagram and Table, Flow Chart, Decision Table

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接受與拒絕的藝術

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拒絕的藝術: 學會說不 • 行就是行，不行就是不行，不要說「試看看」 • 嘗試不是積極的行為，代表沒有盡全力 • 要考慮說「是」的成本，因為客戶永遠不像你那麼在乎 • 學會說不，才是專業的態度

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接受代表承諾 • 承諾用語 • 口頭上說(Say)自己將會去做 • 心裡認真(Mean)對待自己所做出的承諾 • 真的付諸行動去做(Do)

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識別「缺乏承諾」的徵兆 • 需要(need) / 應當(should) • 我需要(need)把這工作做完 • 我需要(need)減肥 • 有人應當(should)負責去推動這件事 • 讓我們(Let’s) (而不是讓我) • 讓我們(Let’s)把工作做完 • 希望(hope)/但願(wish) • 希望(hope)我明天能完成這個任務 • 但願(wish)我有時間做這件事 • 但願(wish)電腦能更快一點

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真正的承諾是 • 你對自己將做某件事做了清楚的事實陳述，並明確說明完成期限 • 我將在星期二之前完成這個任務 專業人士不需要對所有請求都回答「是」 說「不」後，但仍應努力尋求創新方法，盡可能做到有求必應

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寫程式的奧義

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基本觀念 • 程式碼必須能夠正常工作 Code must work • 程式碼必須能夠幫你解決客戶提出的問題 Code must solve the problem • 程式碼必須要能和現有系統結合得天衣無縫 Code must fit well into the existed system • 其他程式設計師必須能夠讀懂你的程式碼 Code must be readable by other programmers

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聚精會神 • 心中覺得焦慮的時候不要寫程式 • 流態區 (Flow Zone): • 程式設計師在寫程式時會進入的一種意識高度專注，但思維視野卻會收斂到狹窄的狀態 • 只有練習時才進入流態區，撰寫程式碼時最好避免進入流態區 • 因為在此狀態下只是處於一種「淺層冥想」，開發人員並沒有顧及全域，很可能會作出一些日後得砍掉重練的程式 • Pair Programming是防止進入流態區的方法 • 聽音樂容易進入流態區，並消耗原應用於編寫代碼的腦力資源 • 不要怕工作時被人打斷 • 也許下次會輪到你去打斷別人請求幫助 • TDD和Pair Programming是應付中斷的好方法

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進度延遲 • 早期檢測、保持透明 • 根據目標定期衡量進度 • 堅決維持你的估算，不要盲目衝刺 • 縮減範圍才能加快進度，不要盲目衝刺 • 除非以下條件都滿足，否則絕不加班 • 你個人的時間安排允許 • 最多加班兩週 • 你的老闆(或要求你加班的人)要有萬一加班失敗的後備方案

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練習 • 練習: 熟能生巧，工作之餘練習技能，以其自我提升 • 看看音樂家如何掌握演練技能 • 盡可能重複編碼與測試過程，並迅速作出決定 • 重點不是解決問題，而是練習解決問題需要的動作和決策

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練習的方法 • Kata (日文:型, 武術套路) • 整套敲擊鍵盤和滑鼠的動作，用來模擬編程問題的解決過程 • http://katas.softwarecraftsmanship.org/ • Wasa • 兩個人的Kata • 自由練習 (Randori) • 多人參與

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自身經驗的拓展 • 為開源項目貢獻代碼 • 對於練習的職業道德 • 利用自己的時間來練習: 不必限定老闆規定的語言和平台 • 保持自己技能不落伍是自己的責任 • 練習時你賺不到錢，但練習之後，將得到豐厚的回報

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其他 • 老闆/客戶的問題就是你的問題 • 瞭解業務領域: 只按照規格說明來撰寫程式，是不專業的 • 除錯時間也算開發時間，目標是要將除錯時間降到最低 • 軟體開發是一場馬拉松，要保持穩定節奏，不要一下衝太快

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測試策略

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自動化測試金字塔人工測試的覆蓋率最低單元測試的覆蓋率最高

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測試驅動開發(TDD) • 如同外科醫師不須極力捍衛”手術前要洗手”，程式設計師也不須極力捍衛TDD，因為這些都是順理成章的事 • TDD的原則 • 在撰寫一個單元測試前，不可以撰寫其他程式 • 只撰寫剛好無法通過的單元測試，不能編譯也算無法通過 • 只撰寫剛好能通過當前測試失敗的產品程式

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TDD的優勢 • 確定性 • 任何時刻，程式碼有任何修改，都可以執行所有測試 • 缺陷注入率 • 顯著降低缺陷率 • 勇氣 • 隨時重構程式，徹底杜絕「放任程式碼劣化而視若無睹」的情況 • 文件 • 每個單元測試都是一個範例，也是描述系統設計細節的文件 • 設計 • 基於測試先行的需要，會迫使你去思考怎樣才是好的設計

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避免需求過早精緻化 • 不確定原則 (觀察者效應)：每次向用戶展示一項功能，他們就獲得比之前更多的訊息，這些新訊息反過來又會影響它們對整個系統的看法 • 預估焦慮：因為需求一定會變 (不確定原則)，即使擁有準確的訊息，預估仍然存在巨大的變數 • 盡可能推遲需求精緻化，專業開發人員直到著手開發的前一刻才會把需求具體化 • 觀念同Scrum的延遲決定 • 需求文件要寫到清楚是很困難的 • 需求文件若有模糊不清之處，都代表著各個利害關係人之間還存在著尚未解決的衝突與分歧 (Tom DeMarco)

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驗收測試 (這裡指的是SIT) • 目的在於確定需求已經完成 • 完成的定義(DoD, the definition of done) • 所有的程式碼的都完成，通過全部的測試，QA和需求方已經認可 • 人工測試的成本太高 (是一種浪費) • 遵循「推遲需求精緻化」的原則，驗收測試應該越晚越好 • 盡可能減少GUI測試，因為畫面常改，所以這類測試很不穩定，且不易維護 • CI的系統裡，測試失敗代表緊急狀況，所有人應放下手邊工作一起解決問題

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QA的職責 • QA也是團隊的一部分 • QA與開發人員不是敵對的關係 • 需求規約定義者 • 業務人員編寫正常路徑的測試 (happy-path test) • QA編寫異常狀況的測試 (corner, boundary, unhappy-path) • 特性描述者 • 鑑別系統運行的真實狀況，並將之反饋給開發人員與業務人員

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時間管理與預估

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會議 • 會議的成本是每人每小時200美元 (NTD 6,000元) • 會議是必須的 • 會議浪費大量時間 • 要拒絕不必要的會議

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拒絕不必要的會議 • 如果會議沒有現實且顯著的成效，應該主動拒絕 • 應該謹慎選擇會議，受邀請的會議沒有必要主動參加，參加太多會議，只能證明你不夠專業 • 有些會議是你感興趣的，但當下沒有參加的必要，就要自行判斷是否花得起時間 • 老闆的主要任務之一，就是幫助你從某些會議中脫身 • 收到會議邀請，應主動了解會議議程，如果沒有清楚的議程，可以禮貌拒絕出席 • 如果在會議中，討論的議題不是你應該知道的，就應主動離席

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立會 (Stand up meeting) • 站著開會 • 每個人輪流回答以下問題 • 我昨天做了什麼 • 我今天打算做什麼 • 我遇到了什麼問題 • 每個問題的回答時間不超過20秒

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會議中的衝突 • 凡事不能在五分鐘內解決的爭論，都不能靠辯說解決 • 強辯無法解決爭論，最終需要數據 技術爭論很容易走入極端。每一方都有各種說法來支持自己的觀點，只是缺乏資料。在沒有資料的情況下，如果觀點無法在短時間（5～30 分鐘）內達成一致，就永遠無法達成一致。唯一的解決方法是『去取得資料，讓資料來說話』。

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專注力點數 • 點數(manna)，出自聖經，也可用線上遊戲生命力點數比喻 • 每個人每天都有一定的專注力點數，不能補血 • 要妥善安排時間，善用你的專注力點數 專注力點數充足時寫程式，專注力點數匱乏時做其他事

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番茄工作法 • 計時25分鐘內(一個番茄時間)不要讓任何事干擾你的工作 • 干擾的事，延到下個25分鐘處理 • 每25分鐘後，休息5分鐘 • 做完4個番茄時間後，休息30分鐘

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預估的定義 • 什麼是預估? • 業務方：承諾，必須做到 • 開發方：猜測，不是承諾，是一種機率分布 • 承諾：承諾不能兌現是一種欺騙，避免對不確定的事進行承諾 • 預估：沒有承諾色彩，因為不知道要花多少時間，所以叫預估 專業開發人員能清楚分辨預估和承諾，只有在確切知道可以完成的前提下，才會給出承諾，並盡可能說清楚預估的機率分布

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預估是一種機率分布

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如何預估 • 原則 • 墨菲定律：凡是可能出錯的事就必定會出錯 • 除非你已經做過這件事，否則一定無法準確預估時程 • 預估方法 • PERT (計畫審查技術) • Delphi (德爾菲法) • 大數法則: 把大任務切割成小任務，分開預估再加總

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PERT (Program Evaluation and Review Technique) • 三元分析法 • O: 樂觀預估 • N: 常規預估 • P: 悲觀預估 • 期望值 = (O + 4N + P) / 6 • 機率分布標準差 = (P – O) / 6

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PERT 例子任務樂觀預估常規預估悲觀預估期望值標準差 A 1 3 12 4.2 1.8 B 1 1.5 14 3.5 2.2 C 3 6.25 11 6.5 1.3 Total 預估值: 14天 Total 變異數 σ = 3.13 17天(1σ), 20天(2σ)

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Delphi法 • 一群人討論某項任務，預估完成時間，重複討論直到意見一致 • 討論偏離值發生的原因，取得共識 • 好處是避免別人的預估影響到自己的判斷 • 方法 • 亮手指 • 規劃撲克(Planning Poker)

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團隊協作與管理

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開發人員之間 • 協作性的程式碼共有權 (Collective Ownership) • 團隊中每個成員都能簽出任何模組的程式碼，並做修改 • 程式碼所有權是團隊，不是個人 • 結對 (Pairing) • 解決問題的最有效方法 • 最有效的程式碼審查方法

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團隊合作 • 開發人員全部時間投入在一個專案，沒有半個人這件事 • 開發人員與業務分析師(含QA)的比例，2:1是最好的組合 • 例如: 團隊成員9人 = 6 Developer + 3 BPA/QA • 應以團隊找專案，而非以專案來找團隊 • 因為團隊合作是有凝聚力的

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團隊紀律 • 程式設計師並非天生的協作者，需要透過紀律原則來驅動大家保持良好的協作 • 即使在危機中仍要堅信你平時遵守的紀律原則

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輔導與經驗傳承 • 現況: 失敗的學位教育 • 缺少技術方面的傳承、培訓、督導與檢查 • 缺少資深人員輔導新人向其傳授技藝的環節 • 輔導: 傳道授業的同時，導師也能從中受益 • 花時間輔導年輕程式設計師，是資深程式設計師的專業職責 • 向資深程式設計師尋求輔導，是年輕設計師的專業職責

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總結 •專業素養 • 開發人員需要具備專業素養 •接受與拒絕的藝術 • 當專業人士給出肯定回答時，它們會使用承諾用語，以確保雙方能無誤地明白及理解承諾的內容 •寫程式的奧義 • 利用自己的時間練習和學習 • 測試策略 • 開發人員要擁抱TDD • 時間管理與預估 • 預估是機率分布，不是承諾 • 團隊協作與管理 • 要幫助他人，遇到問題時也要主動請別人幫忙

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延伸閱讀 • 那些年，我們一起上的 BBS: 洪任諭 TED x NCTU 2013 • Planning Poker • 英文書摘