如何设计程序：计算与编程导论

摘要

本文出自经典教材《How to Design Programs》，提出了一套结构化的函数设计配方（Design Recipe），将程序设计分解为六个递进步骤：问题分析与数据定义、合约与目的声明、示例、函数模板、函数定义和测试。这套方法论旨在帮助编程初学者建立系统化的思维方式，避免盲目编码。

内容框架与概述

文章以图表形式呈现了函数设计配方的基本步骤，这是一套从问题到解决方案的完整工作流程。设计配方的核心理念是将编程从一种"艺术"转变为可教授、可复制的"工程方法"，强调在动手写代码之前必须完成充分的思考和规划。

整个流程从问题分析开始，要求程序员首先理解问题域并定义数据表示方式，然后明确函数的合约（输入输出类型）、目的（做什么）和副作用（如果有）。在此基础上，通过具体示例验证理解的正确性，再根据数据定义构建函数模板，最后填充模板完成函数定义并通过测试验证正确性。

核心概念及解读

Design Recipe（设计配方）：一套系统化的程序开发方法论，将复杂的编程任务分解为可管理的步骤，降低认知负担，提高代码质量。

Data Definition（数据定义）：在编写代码前明确数据的结构和表示方式，这是理解问题和设计解决方案的基础。

Contract（合约）：明确规定函数接受什么类型的输入、返回什么类型的输出，相当于函数的"类型签名"，有助于在编码前厘清接口。

Function Template（函数模板）：基于数据定义自动推导出的代码骨架，体现了"数据驱动设计"的思想，让函数结构与数据结构保持一致。

Tests（测试）：设计流程的最后一步，用于验证函数实现是否符合预期，体现了测试驱动开发的早期思想。

原文信息

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