Что такое программный код

Программный код — набор инструкций для компьютера. Его пишут на языке программирования сами разработчики или генерируют автоматически при помощи особых инструментов. Расскажем, что такое программный код и каким он бывает.

Программный код — основной плод труда разработчика. Из него состоят программы или приложения, которыми мы пользуемся. Процесс написания программного кода называют программированием.

Как программист создает код

Программист пишет инструкции для машины. Чтобы компьютер выполнил какую-либо задачу, например, вывел на экран надпись «Hello, world!», необходимо дать ему понятную инструкцию. Ею и будет программный код.

Обычно процесс выглядит так:

Разработчик пишет код на языке программирования.
Компилятор или интерпретатор переводит его в двоичный код.
Двоичный код понимает компьютер.

Возникает вопрос: почему машина не воспринимает инструкции на обычном человеческом языке. Этому есть несколько причин.

Главная — естественные языки слишком сложные для понимания. С появлением ChatGPT в этом может убедиться каждый. Даже самые простые команды искусственный интеллект может интерпретировать неоднозначно, поэтому для выдачи четких инструкций обычный язык не подходит.

Кроме того, языки программирования позволяют создавать максимально лаконичные команды.

Без интерпретатора или компилятора в этой цепочке обойтись тоже нельзя. Большинство популярных языков программирования в коммерческой разработке — высокоуровневые.

То есть они больше походят на нашу речь, чем на машинный код. Это необходимо для упрощения разработки. Писать команды на основе единиц и нулей было бы сложно и неудобно.

А команды на языках программирования — читабельны. То есть разработчик, прочитав код, может понять, что имел в виду его автор.

Как выглядит программный код

Программный код выглядит как строки с английскими словами, знаками препинания и символами. Большинство команд в нем мы можем узнать и перевести.

Структура кода будет зависеть от конкретного языка программирования, на котором он написан.

На изображениях с кодом можно увидеть цветовые выделения тех или иных слов или символов. Они не имеют самостоятельного значения, это просто подсветка редактора, в котором пишут код.

Ее используют для того, чтобы выделять синтаксис языка. Так программисту становится удобнее его читать.

Из чего состоит программный код

Программный код пишут на определенном языке программирования. У каждого из них есть свой синтаксис, набор команд и других элементов. Синтаксис — это правила, по которым нужно создавать структуру программы. Он играет ту же роль, что и синтаксис в русском языке.

Расскажем об основных компонентах программного кода. Их можно разделить на две основные группы.

Инструкции — это специальные команды, состоящие из одного или более символов. Они нужны, например, чтобы управлять программой, выполнять какие-то операции. Пример такой инструкции — условие. Оно позволяет выполнять разный код, в зависимости от значения. Присвоение результата в переменную — это тоже инструкция;
Выражения — значения, которые используются в программе. Какие-то операции возвращают результат — это будет выражением. Любые данные будут выражением, поэтому переменные, константы и литералы являются выражениями.

А теперь рассмотрим подробнее виды компонентов.

Переменные

Это хранилища данных. Их применяют, когда в программном коде используют значения несколько раз. У каждой из переменных есть свое имя, данные, которые в ней находятся и их тип. Какие-то переменные могут содержать внутри функции, а какие-то буквы, цифры или другие данные.

Константы

Это переменные, чье значение невозможно изменить. В функциональных языках программирования все переменные имеют признаки констант.

Зарезервированные слова

Это слова, которые в разных языках программирования используют в определенных технических целях. Самый популярный пример это true и false. Это значения «верно» или «ложно». Зарезервированными словами нельзя называть переменные.

Операторы

С их помощью можно проводить различные операции с числами: складывать их, вычитать, умножать или сравнивать. Оператор обозначает определенное действие. А близкое по звучанию операнд — это значение, над которым совершают действие.

Знаки пунктуации

Туда входят как привычные нам скобки, запятые и точки с запятой, так и некоторые специфические символы, которые в программном коде используют в качестве операторов или для связей.

Знаки пунктуации задают структуру. Например, запятые могут применяться для перечисления данных. Конкретные знаки и правила их использования будут зависеть от языка программирования.

Комментарии

Это участки текста, которые разработчики пишут для пояснения тех или иных моментов в программном коде. Их выделяют специальными символами. Это необходимо для того, чтобы компилятор не считал их частью программы и не учитывал при ее исполнении.

Комментарии используют для объяснения кода, чтобы сделать его читабельнее. Но иногда в комментарии оборачивают написанные участки программы, чтобы временно скрыть их из исполнения.

В чем пишут программный код

Код можно написать где угодно, даже ручкой на бумаге или в любом текстовом редакторе на компьютере. Но разработчики предпочитают использовать профессиональные инструменты. С ними процесс написания программного кода становится проще и удобнее.

Обычно используют два типа инструментов:

Редакторы кода. Это аналог текстового редактора, только адаптированный специально для написания программ. Такое ПО умеет подсвечивать синтаксис, автоматически находить ошибки, а также имеют функцию автодополнения и т.д.
Среды разработки. Они зачастую адаптированы под конкретный язык программирования. Среда разработки имеет тот же функционал, что и редактор кода, но в комплекте идет много дополнительных возможностей. Например, зачастую на их базе можно собрать и запустить программу, провести ее тестирование и отладку.

Виды кода

Мы уже разобрались с тем, как компьютер воспринимает команды и как их пишет программист. А теперь расскажем каким бывает код.

Исходный код

Исходный код — текст программы, написанный на языке программирования. В нем содержатся инструкции, операторы, функции и другие элементы, которые задают поведение программы. Исходный код человек может прочитать и изменить, так как он написан на понятном для разработчика языке. И даже имея начальные знания в области программирования, можно получить примерное представление о том, что он делает.

Исходный код может быть открытым и закрытым:

Открытый исходный код — полностью доступен для сторонних разработчиков, они могут просматривать его и, если нужно, использовать в своих проектах. Есть целый класс программного обеспечения — open source. Это ПО с открытым исходным кодом, над которым может работать любой желающий. Так программисты совместно создают новые продукты, которыми потом могут бесплатно пользоваться люди. Один из примеров таких проектов — Linux, операционная система с открытым ядром;
Закрытый исходный код — считается интеллектуальной собственностью компании-разработчика. Такое решение используют для защиты собственных инвестиций и из соображений безопасности.

Исполняемый код

Обычно это результат преобразования исходного кода. Он состоит из инструкций, которые полностью понятны компьютеру, но мало читабельны для человека.

Обычно «исполняемым» называют код, который получается после того, как исходный код пропустили через компилятор.

Исполняемый код бывает двух видов:

Машинный код. Это совокупность нулей и единиц, которыми описывают инструкции. Его выполняют на аппаратном уровне, а особенности зависят от архитектуры процессора.
Байт-код. Это промежуточное представление программного кода. То есть разработчик пишет программу на высокоуровневом языке, затем ее переводят в байт-код, который исполняет виртуальная машина. Байт-код используют в нескольких языках программирования, например, в Java.

Что такое «чистый» и «грязный» код

Написание программного кода — творческий процесс. Одну и ту же инструкцию можно записать по-разному и с разным качеством. То есть код может быть красивым, лаконичным и понятным другим разработчикам.

А может быть многословным, неряшливым и нечитабельным. При этом и тот, и другой будет выполнять свою задачу.

Но «чистый» код считают хорошим тоном среди разработчиков. Писать так важно не только из соображений эстетики, но и потому что один раз написанный код будет кто-то поддерживать.

Для того, чтобы проект развивался и рос, необходимо, чтобы код в нем был понятен для других разработчиков, и мог без проблем масштабироваться.

Причины писать «чистый» код:

Минимизация ошибок. Чем код понятнее и чище, тем проще находить и устранять проблемы. Разработчику самому будет легче их выявить уже на первом этапе;
Простота в обслуживании. Программный код могут использовать годами, а читать и изменять его будут другие разработчики. Чем код чище, тем быстрее и лучше они смогут взаимодействовать с ним;
Улучшение качества. Разработчик, который пишет «чистый» код, повышает самодисциплину. Это позволяет ему создавать более качественный программный продукт, отвечающий высоким стандартам;
Профессиональная гордость. Чем красивее код, тем выше удовлетворенность разработчика, и тем приятнее ему демонстрировать свою работу другим.

Как писать чистый код

У каждого языка программирования есть свой набор правил и рекомендаций для написания чистого кода. Но есть и универсальные практики, которые стоит внедрять всем разработчикам.

Понятные имена

В процессе написания программного кода разработчики должны давать имена методам, переменным и функциям. Базовое правило чистого кода — давать им понятные названия.

Суть этого правила в том, чтобы любой посторонний человек, прочитав имя переменной, мог понять, для чего она необходима. То есть название должно отражать внутреннюю суть.

Но не стоит злоупотреблять этим правилом. Одновременно с понятностью имена должны быть короткими: максимум четыре слова. Если для описания необходимо больше слов, скорее всего, разработчик слишком усложняет код.

Один метод (функция) = одна задача

Это принцип разделения обязанностей, который входит в пятерку основных постулатов объектно-ориентированного программирования. Они были сформулированы Робертом К. Мартином и известны как SOLID.

На практике, каждый метод или функция должны выполнять только одну задачу. В противном случае им не только сложно подобрать имя, но и разобраться в их работе будет значительно тяжелее.

Еще такой программный код становится запутанным и непредсказуемым.

Форматирование

Для улучшения читабельности, в программном коде рекомендуют использовать пробелы, отступы и форматирование, принятое в том языке, на котором он пишется.

Различные скобки, отступы и пустые строки позволяют улучшить структуру. С ними код становится понятнее, его проще читать как самому, так и другим.

Использование комментариев

Даже в самом логичном коде иногда бывают неординарные или неоптимальные решения, которые необходимы здесь и сейчас. Чтобы в дальнейшем кто-то мог их понять, следует оставлять в программном коде комментарии.

Однако эксперты предостерегают от избыточного комментирования. Плохой код они не спасут и сами по себе ситуацию не улучшат.

Рефакторинг

Рефакторинг сравним с косметическим ремонтом. После него программный код должен вести себя так же, как раньше, но стать более простым и понятным.

Регулярный рефакторинг — полезная практика. Мы живем в неидеальном мире, поэтому, даже при всем желании писать чистый код, разработчики иногда спешат и используют неоптимальные решения.

Для борьбы с энтропией стоит периодически проводить рефакторинг и улучшать читабельность кода.