阅读他人的源程序

閱讀他人的程式碼(1)─讀懂程式碼，使心法皆為我所用

 

程式碼是別人寫的，只有原作者才真的了解程式碼的用途及涵義。許多程式人心裡都有一種不自覺的恐懼感，深怕被迫去碰觸其他人所寫的程式碼。但是，與其抗拒接收別人的程式碼，不如徹底了解相關的語言和慣例，當成是培養自我實力的基石。 

對大多數的程式人來說，撰寫程式碼或許是令人開心的一件事情，但我相信，有更多人視閱讀他人所寫成的程式碼為畏途。許多人寧可自己重新寫過一遍程式碼，也不願意接收別人的程式碼，進而修正錯誤、維護它們、甚至加強功能。 

這其中的關鍵究竟在何處呢？若是一語道破，其實也很簡單，程式碼是別人寫的，只有原作者才真的了解程式碼的用途及涵義。許多程式人心裡都有一種不自覺的恐懼感，深怕被迫去碰觸其他人所寫的程式碼。這是來自於人類內心深處對於陌生事物的原始恐懼。 

讀懂別人寫的程式碼，讓你收穫滿滿 
不過，基於許多現實的原因，程式人時常受迫要去接收別人的程式碼。例如，同事離職了，必須接手他遺留下來的工作；也有可能你是剛進部門的菜鳥，而同事經驗值夠了、升級了，風水輪流轉，一代菜鳥換菜鳥。甚至，你的公司所承接的專案，必須接手或是整合客戶前一個廠商所遺留下來的系統，你們手上只有那套系統的原始碼（運氣好時，還有數量不等的文件）。 

諸如此類的故事，其實時常在程式人身邊或身上持續上演著。許多程式人都將接手他人的程式碼，當做一件悲慘的事情。每個人都不想接手別人所撰寫的程式碼，因為不想花時間去探索，寧可將生產力花在產生新的程式碼，而不是耗費在了解這些程式碼上。 

很遺憾的是，上述的情況對程式人來說很難避免。我們總是必須碰觸到其他人所寫成的程式碼，甚至必須了解它、加以修改。對於這項需求，在現今開放原始碼的風氣如此盛行的今日，正如之前的「程式設計2.0」文中所提到的，你可以透過開放原始碼學習到新的技術、學習到高手的架構設計，大幅提高學習的效率及效果。你甚至可以直接自開放原始碼專案中抽取、提煉出自己所需的程式碼，站在巨人的肩膀上，直接由彼端獲得所需的生產力。從這個觀點來看，讀懂別人所寫的程式碼，就不再只是從負面觀點的「被迫接收」，而是極具正面價值的「汲取養份」。 

先了解系統架構與行為模式，再細讀 
倘若撰寫程式碼是程式人的重要技藝之一，那麼讀懂別人的程式碼、接著加以修改，也勢必是另一個重要的技藝。 

如果你不能熟悉這項工作，不僅在遭逢你所不願面對的局面時，無法解決眼前接手他人程式碼的難題，更重要的是，當你看著眼前現成的程式碼，卻不知如何從中擷取自己所需，導致最後只能入寶山空手回，望之興嘆。

接觸他人的程式碼，大致上可以分為三種程度：一、了解，二、修改、擴充，三、抽取、提煉。 

了解別人的程式碼是最基礎的工作，倘若不能了解自己要處理的程式碼，就甭論修改或擴充，更不可能去蕪存菁，從中萃取出自己所需，回收再利用別人所撰寫的程式碼。 

雖說是「閱讀」，但程式碼並不像文章或小說一樣，透過這種做法，便能夠獲得一定程度的了解。閱讀文章或小說時，幾乎都是循序地閱讀，你只消翻開第一頁，一行行閱讀下去即可。但是，有許多程式人在試著閱讀其他人的程式碼時，卻往往有不知如何讀起的困難。 

或許找到系統的第一頁（也就是程式碼執行的啟始點）並不難，但是複雜度高的系統，有時十分龐大，有時千頭萬緒。 

從程式碼的啟始點開始讀起，一來要循序讀完所有的程式碼曠日費時，二來透過這種方式來了解系統，很難在腦中構建出系統的面貌，進而了解到系統真正的行為。所以，閱讀程式碼的重點，不在於讀完每一行程式碼，而是在於有效率地透過探索及閱讀，從而了解系統的架構及行為模式。以便在你需要了解任何片段的細節實作時，能夠很快在腦上對映到具體的程式碼位置，直到那一刻，才是細讀的時機。 

熟悉溝通語言與慣例用語 
不論如何，有些基本的準備，是閱讀他人程式碼時必須要有的。 

首先，你最好得了解程式碼寫成的程式語言。想要讀懂法文寫成的小說，總不能連法文都不懂吧。有些情況則很特殊。我們雖然不懂該程式碼撰寫所用的語言，但是因為現代語言的高階化，而且流行的程式語言多半都是血統相近，所以即使不那麼熟悉，有時也可勉力為之。 

除了認識所用語言之外，再來就是要先確認程式碼所用的命名慣例（naming convention）。了解命名慣例很重要，不同的程式人或開發團隊，差異可能很大。 

這命名慣例涵蓋的範圍通常包括了變數的名稱、函式的名稱、類別（如果是物件導向的話）的名稱、原始碼檔案、甚至是專案建構目錄的名稱。倘若使用了像設計模式之類的方法，這些名稱更有一些具體的表述方式。 

命名慣例有點像是程式人在程式語言之上，另行建構的一組溝通行話。程式人會透過共通約束、遵守的命名慣例，來表達一些較高階的概念。例如，有名的匈牙利式命名法，便將變數名稱以屬性、型別、說明合併在一起描述。對程式人來說，這種方式能夠提供更豐富的資訊，以了解該變數的作用及性質。 

對程式碼閱讀來說，熟悉這個做法之所以重要，是因為當你了解整個系統所採用的慣例時，你便能試著以他們所共同操用的語彙來進行理解。倘若，不能了解其所用的慣例，那麼這些額外提供的資訊，就無法為你所用。像以設計模式寫成的程式碼，同樣處處充滿著模式的名稱，諸如：Factory、Facade、Proxy等等。以這些名稱指涉的類別，也直接透過名稱，表達了它們自身的作用。對於懂得這命名慣例的讀者來說，不需要深入探索，也能很快捕捉到這些類別的意義。 

當你拿到一套必須閱讀的程式碼時，最好先取得命名慣例的說明文件。然而，並不是每套程式碼都附有此類的說明文件。另一個方式，就是自己到程式碼中，大略瀏覽一遍，有經驗的程式人可以輕易發掘出該系統所用的命名慣例。 

常見的命名方式不脫那幾類，這時候經驗就很重要，倘若你知道的慣例越多，就越能輕易識別他人所用的慣例。如果運氣很糟，程式碼所用的慣例是前所未見的，那麼你也得花點時間歸納，憑自己的力量找出這程式碼命名上的規則。 

掌握程式碼撰寫者的心態與習慣 
大多數的程式碼，基本上都依循一致的命名慣例。不過運氣更差的時候，一套系統中可能會充斥著多套命名慣例。這有可能是因為開發團隊由多組人馬所構成，每組人馬都有不同的文化，而在專案開發管理又沒有管控得宜所造成。最糟的情況，程式碼完全沒有明顯的慣例可言，這時候閱讀的難度就更高了。 

想要閱讀程式碼，得先試著體會程式碼作者的「心」。想要這麼做，就得多了解對方所使用的語言，以及慣常運用的語彙。在下一回中，我們將繼續探討閱讀程式碼的相關議題。 

 

閱讀他人的程式碼(2) 摸清架構，便可輕鬆掌握全貌

 

在本文中，我們的重點放在：要了解一個系統，最好是採取由上至下的方式。先試著捕捉系統架構性的觀念，不要過早鑽進細節，因為那通常對於你了解全貌，沒有多大的幫助。閱讀程式碼不需要從第一行讀起，我們的目的並不是在於讀遍每一段程式碼。 

基於許多原因，程式人需要閱讀其他人所寫成的程式碼。而對程式設計2.0時代的程式人來說，最正面的價值在於，能讀懂別人程式的人，才有能力從中萃取自己所需的程式，藉以提高生產力。 

閱讀程式碼的目的，在於了解全貌而非細節 
想要讀懂別人程式碼的根本基礎，便是了解對方所用的程式語言及命名慣例。有了這個基礎之後，才算是具備了基本的閱讀能力。正如我之前提到的──想要讀懂法文寫成的小說，總不能連法文都不懂吧。閱讀程式碼和閱讀文學作品，都需要了解撰寫所用的語言及作者習用的語彙。 

但我們在閱讀文學作品通常是採循序的方式，也就是從第一頁開始，一行一行地讀下去，依循作者為你鋪陳的步調，逐漸進到他為你準備好的世界裡。 

閱讀程式碼卻大大不同。我們很少從第一行開始讀起，因為除非它是很簡單的單執行緒程式，否則很少這麼做。因為要是這麼做，就很難了解整個系統的全貌。 

是的，我們這邊提到了一個重點，閱讀程式碼的目的在於了解系統的全貌，而不是在於只是為了地毯式的讀遍每一段程式碼。 

就拿物件導向程式語言所寫成的系統來說，整個系統被拆解、分析成為一個個獨立的類別。閱讀個別類別的程式碼，或許可以明白每項類別物件個別的行為。但對於各類別物件之間如何交互影響、如何協同工作，又很容易陷入盲人摸象的困境。這是因為各類別的程式碼，只描述個別物件的行為，而片段的閱讀就只能造就片面的認識。 

由上而下釐清架構後，便可輕易理解組成關係 
如果你想要跳脫困境，不想浪費大量時間閱讀程式碼，卻始終只能捕捉到對系統片段認識，就必須轉換到另一種觀點來看待系統。從個別的類別行為著手，是由下至上（Bottom-Up）的方法；在閱讀程式碼時，卻應該先採由上至下（Top-Down）的方式。對程式碼的閱讀來說，由上至下意謂著，你得先了解整個系統架構。 

系統的架構是整個系統的骨幹、支柱。它表現出系統最突出的特徵。知道系統架構究竟屬於那一種類型，通常大大有益於了解系統的個別組成之間的靜態及動態關係。 

有些系統因為所用的技術或框架的關係，決定了最上層的架構。例如，採用Java Servlet/JSP技術的應用系統，最外層的架構便是以J2EE（或起碼J2EE中的Web Container）為根本。 

使用Java Servlet/JSP技術時，決定了某些組成之間的關係。例如，Web Container依據web.xml的內容載入所有的Servlets、Listeners、以及Filters。每當Context發生事件（例如初始化）時，它便會通知Listener類別。每當它收到來自客戶端的請求時，便會依循設定的所有Filter Chain，讓每個Filter都有機會檢查並處理此一請求，最後再將請求導至用來處理該請求的Servlet。 

當我們明白某個系統採用這樣的架構時，便可以很容易地知道各個組成之間的關係。即使我們還不知道究竟有多少Servlets，但我們會知道，每當收到一個請求時，總是會有個相對應的Servlet來處理它。當想要關注某個請求如何處理時，我應該去找出這個請求對應的Servlet。 

了解架構，必須要加上層次感 
同樣的，以Java寫成的Web應用程式中，也許會應用諸如Struts之類的MVC框架，以及像Hibernate這樣的資料存取框架。它們都可以視為最主要的架構下的較次級架構。而各個應用系統，甚至有可能在Struts及Hibernate之下，建立自有的更次級的架構。 

也就是說，當我們談到「架構」這樣的觀念時，必須要有層次感。而不論是那一層級的架構，都會定義出各自的角色，以及角色間的關係。對閱讀者來說，相較於直接切入最細微的單一角色行為，不如了解某個特定的架構中，究竟存在多少角色，以及這些角色之間的互動模式，比較能夠幫助我們了解整個系統的運作方式。 

這是一個很重要的關鍵，當你試著進到最細節處之前，應該先試著找出參與的角色，及他們之間的關係。例如，對事件驅動式的架構而言，有3個很重要的角色。一個是事件處理的分派器（Event Dispatcher）、一個是事件產生者（Event Generator）、另一個則是事件處理器（Event Handler）。 

事件產生器產生事件，並送至事件分派器，而事件分派器負責找出各事件相對應的事件處理器，並且轉交該事件，並命令事件處理器加以處理。像Windows的GUI應用程式，便是採用事件驅動式的架構。 

當你知道此類的應用程式皆為事件驅動式的架構時，你便可以進一步得知，在這樣的架構下會有3種主要的角色。雖然也許還不清楚整個系統中，究竟會需要處理多少事件的類型，但對你而言，已經建立了對系統全貌最概觀的認識。 

雖然你還不清楚所有的細節，但諸如確切會有那些事件類型之類的資訊，在此刻還不重要──不要忘了，我們採取的是由上而下的方式，要先摸清楚主建築結構，至於壁紙的花色怎麼處理，那是到了尾聲時才會做的事。

探索架構的第一件事：找出系統如何初始化 
有經驗的程式人，對於時常被運用的架構都很熟悉。常常只需要瞧上幾眼，就能明白一個系統所用的架構，自然就能夠直接聯想到其中會存在的角色，以及角色間的關係。 

然而，並不是每個系統所用的架構，都是大眾所熟悉，或是一眼能夠望穿的。這時候，你需要探索。目標同樣要放在界定其中的角色、以及角色間的靜態、動態關係。 

不論某個系統所採用的架構是否為大部分人所熟知的，在試著探索一個系統的長相時，我們應該找出來幾個答案，了解在它所用的架構下，下列這件事是如何被完成的：一、系統如何初始化，二、與這個系統相接的其他系統（或使用者）有那些，而相接的介面又是什麼；三、系統如何反應各種事件，四、系統如何處理各種異常及錯誤。 

系統如何初始化是很重要的一件事，因為初始化是為了接下來的所有事物而做的準備。從初始化的方式、內容，能知道系統做了什麼準備，對於系統會有什麼行為展現，也就能得窺一二了。 

之所以要了解與系統相接的其他系統（或使用者），為的是要界定出系統的邊界。其他的系統可能會提供輸入給我們所探索的系統，也可能接收來自這系統的輸出，了解這邊界所在，才能確定系統的外觀。 

而系統所反應的事件類型、以及如何反應，基本上就代表著系統本身的主要行為模式。最後，我們必須了解系統處理異常及錯誤的方式，這同樣也是系統的重要行為，但容易被忽略。 

之前，我們提到必須先具備一個系統的語言基礎，才能夠進一步加以閱讀，而在本文中，我們的重點放在：要了解一個系統，最好是採取由上至下的方式。先試著捕捉系統架構性的觀念，不要過早鑽進細節，因為那通常對於你了解全貌，沒有多大的幫助。 

 

閱讀他人的程式碼 (3) 優質工具在手，讀懂程式非難事

 

系統的複雜度往往超過人腦的負荷。閱讀程式碼的時候，你會需要更多工具提供協助。使用好的整合式開發環境（IDE）或文字編輯器，就能提供最基本的幫助。 

閱讀程式碼的動作，可以是很原始的，利用最簡單的文字編輯器，逐一開啟原始碼，然後憑藉著一己的組織能力，在不同的程式碼間跳躍，拼湊出腦中想要構建的圖像。 

不過，系統的複雜度往往超過人腦的負荷。閱讀程式碼的時候，你會需要更多工具提供協助。使用好的整合式開發環境（IDE）或文字編輯器，就能提供最基本的幫助。 

善用文字編輯器或IDE，加速解讀程式碼 
許多文字編輯器提供了常見程式語言的語法及關鍵字標示功能。這對於閱讀來說，絕對能夠起很大的作用。有些文字編輯器（例如我常用的EditPlus及偶而使用的Notepad++），甚至能夠自動列出某個原始檔中所有定義的函式清單，更允許你直接從清單中選擇函式，直接跳躍到該函式的定義位置。這對於閱讀程式碼的人來說，就提供了極佳的便利性。 

因為在閱讀程式碼時，最常做的事，就是隨著程式中的某個控制流，將閱讀的重心，從某個函式移至它所呼叫的另一個函式。所以對程式人來說，閱讀程式碼時最常做的事之一就是：找出某個函式位在那一個原始檔裡，接著找到該函式所在的位置。 

好的IDE能夠提供的協助就更多了。有些能夠自動呈現一些額外的資訊，最有用的莫過於函式的原型宣告了。例如，有些IDE支援當游標停留在某函式名稱上一段時間後，它會以Tooltip的方式顯示該函式的原型宣告。 

對閱讀程式碼的人來說，在看到程式碼中呼叫到某個函式時，可以直接利用這樣的支援，立即取得和這個函式有關的原型資訊，馬上就能知道呼叫該函式所傳入的各個引數的意義，而不必等到將該函式的定義位置找出後，才能明白這件事。 

grep是一個基本而極為有用的工具 
除了選用好的文字編輯器或IDE之外，還有一個基本、但卻極為有用的工具，它就是grep。熟悉Unix作業系統的程式人，對grep這個公用程式多半都不陌生。Grep最大的用途，在於它允許我們搜尋某個目錄（包括遞迴進入所有子目錄）中所有指定檔案，是否有符合指定條件（常數字串或正規表示式）檔案。 

倘若有的話，則能幫你指出所在的位置。這在閱讀程式碼時的作用極大。當我們隨著閱讀的腳步，遇上了任何一個不認識、但自認為重要的類別、函式、資料結構定義或變數，我們就得找出它究竟位在這茫茫程式碼海中的何處，才能將這個圖塊從未知變為已知。 

grep之所以好用，就是在於當我們發現某個未知的事物時，可以輕易地利用它找出這個未知的事物究竟位在何方。此外，雖說grep是Unix的標準公用程式之一，但是像Windows這樣子的平臺，也有各種類型的grep程式。對於在Windows環境工作的程式人來說，可以自行選用覺得稱手的工具。 

gtags可建立索引，讓搜尋更有效率 
grep雖然好用，但是仍然有一些不足之處。第一個缺點在於它並不會為所搜尋的原始碼檔案索引。每當你搜尋時，它都會逐一地找出所有的檔案，並且讀取其中的所有內容，過濾出滿足指定條件的檔案。當專案的原始碼數量太大時，就會產生搜尋效率不高的問題。 

第二個缺點是它只是一個單純的文字檔搜尋工具，本身並不會剖析原始碼所對應的語言語法。當我們只想針對「函式」名稱進行搜尋時，它有可能將註解中含有該名稱的原始碼，也一併找了出來。 

針對grep的缺點，打算閱讀他人程式碼的程式人，可以考慮使用像是gtags這樣子的工具。gtags是GNU GLOBAL source code tag system，它不只搜尋文字層次，而且因為具備了各種語言的語法剖析器，所以在搜尋時，可以只針對和語言有關的元素，例如類別名稱、函式名稱等。 

而且，它能針對原始碼的內容進行索引，這意謂一旦建好索引之後，每次搜尋的動作，都毋需重新讀取所有原始碼的內容並逐一搜尋。只需要以現成的索引結構為基礎，即可有效率的尋找關鍵段落。 

gtags提供了基於命令列的程式，讓你指定原始碼所在的目錄執行建立索引的動作。它同時也提供程式讓你得如同操作grep一般，針對索引結構進行搜尋及檢索。它提供了許多有用的檢索方式，例如找出專案中定義某個資料結構的檔案及定義所在的行號，或者是找出專案中所有引用某資料結構的檔案，以及引用處的行號。 

這麼一來，你就可以輕易地針對閱讀程式碼時的需求予以檢索。相較於grep所能提供的支援，gtags這樣的工具，簡直是強大許多。 

再搭配htags製作HTML文件，更是如虎添翼 
還有一個絕對需要一提的工具。這個叫做htags的工具，能夠幫你將已製作完成的索引結構，製作成為一組相互參考的HTML文件。基本上，利用這樣的HTML文件閱讀程式碼，比起單純地直接閱讀原始碼，來得更有結構。原因是閱讀程式碼時，這樣的HTML文件，已經為你建立起在各個原始碼檔案片段間跳躍的鏈結。例如，圖一是針對一個有名的開放原始碼專案ffmpeg，由gtags所產生出來的HTML文件首頁的一部分。 


htags工具首先為你找出所有定義main()函式的檔案，並且列出所在的函式。找出main()函式，時常是閱讀程式碼的第一步，因為main()函式是程式的主要入口點，所有的動作皆由此啟動，它是一切事物的源頭。 

憑藉htags製作的HTML文件，你可以輕易地點擊超連結，直接進到main()函式所在的程式碼片段，如圖二。 

 

當我們檢視上述原始碼時，發現av_register_all()是個陌生、無法了解的事物，而想要搞懂它究竟是什麼，可以再繼續點擊這個函式，如圖三。這真是太方便了！閱讀至此，你會猛然發現，gtags彷彿就是為了閱讀程式碼而專門量身打造的利器。 

 

 

閱讀他人的程式碼 (4)望文生義，進而推敲組件的作用

 

先建立系統的架構性認識，然後透過名稱及命名慣例，就可以推測出各組件的作用。例如：當Winamp嘗試著初始化一個Plug-In時，它會呼叫這個結構中的init函式，以便讓每個Plug-In程式有機會初始化自己。當Winamp打算結束自己或結束某個Plug-In的執行時，便會呼叫quit函式。 

在閱讀程式碼的細節之前，我們應先試著捕捉系統的運作情境。在採取由上至下的方式時，系統性的架構是最頂端的層次，而系統的運作情境，則是在它之下的另一個層次。 

好的說明文件難求，拼湊故事的能力很重要 
有些系統提供良善的說明文件，也許還利用UML充分描述系統的運作情境。那麼對於閱讀者來說，從系統的分析及設計文件著手，便是快速了解系統運作情境的一個途徑。 

但是，並不是每個軟體專案都伴隨著良好的系統文件，而許多極具價值的開放原始碼專案，也時常不具備此類的文件。對此，閱讀者必須嘗試自行捕捉，並適度地記錄捕捉到的運作情境。 

我喜歡將系統的運作情境，比擬成系統會上演的故事情節。在閱讀細節性質的程式碼前，先知道系統究竟會發生那些故事，是必備的基本功課。你可以利用熟悉或者自己發明的表示工具，描述你所找到的情境。甚至可以只利用簡單的列表，直接將它們列出。只要能夠達到記錄的目的，對程式碼閱讀來說，都能夠提供幫助。或者，你也可以利用UML中的類別圖、合作圖、循序圖之類的表示方法，做出更詳細的描述。 

當你能夠列出系統可能會有的情境，表示你對系統所具備的功能，以及在各種情況下的反應，都具備概括性的認識。以此為基礎，便可在任何需要的時候，鑽進細節處深入了解。 

探索架構的第一步──找到程式的入口 
在之前，我們在一個開發專案中，曾經需要將系統所得到的MP3音訊檔，放至iPod這個極受歡迎的播放設備中。 

雖然iPod本身也可以做為可移動式的儲存設備，但並不是單純地將MP3檔案放到iPod中，就可以讓iPod的播放器認得這個檔案，甚至能夠加以播放。 

這是因為iPod利用一個特殊的檔案結構（iTunes DB），記錄播放器中可供播放的樂曲、播放清單以及樂曲資訊（例如專輯名稱、樂曲長度、演唱者等）。為了了解並且試著重複使用既有的程式碼，我們找到了一個Winamp的iPod外掛程式（Plug-In）。 

Winamp是個人電腦上極受歡迎的播放軟體，而我們找到的外掛程式，能讓Winamp直接顯示連接至電腦的iPod中的歌曲資訊，並且允許Winamp直接播放。 

我們追蹤與閱讀這個外掛程式的思路及步驟如下，首先，我們要先了解外掛程式的系統架構。很明顯的，大概瀏覽過原始碼後，我們注意到它依循著WinAmp為Plug-In程式所制定的規範，也就是說，它是實作成Windows上的DLL，並且透過一個叫做winampGetMediaLibraryPlugin的DLL函式，提供一個名為winampMediaLibraryPlugin的結構。 

當我們不清楚系統的架構究竟為何時，我們會試著探索，而第一步，便是找到程式的入口。如何找到呢？這會依程式的性質不同而有所差別。 

對一個本身就是可獨立執行的程式來說，我們會找啟動程式的主要函式，例如對C/C++來說就是main()，而對Java來說，便是static void main()。在找到入口後，再逐一追蹤，摸索出系統的架構。 
但有時，我們所欲閱讀的程式碼是類別庫或函式庫，它只是用來提供多個類別或函式供用戶端程式（Client Program）使用，本身並不具單一入口，此類的程式碼具有多重的入口──每個允許用戶端程式呼叫的函式或類別，都是它可能的入口。 

例如，對WinAmp的iPod Plug-In來說，它是一個DLL形式的函式庫，所以當我們想了解它的架構時，必須要先找出它對外提供的函式，而對Windows DLL來說，對外提供的函式，皆會以dllexport這個關鍵字來修飾。所以，不論是利用grep或gtags之類的工具，我們可以很快從原始碼中，找到它只有一個DLL函式（這對我們而言，真是一個好消息），而這個函式便是上述的winampGetMediaLibraryPlugin。 

系統多會採用相同的架構處理Plug-In程式 
如果經驗不夠的話，也許無法直接猜出這個函式的作用。 

不過，如果你是個有經驗的程式人，多半能從函式所回傳的結構，猜出這個函式實際的用途。而事實上，當你已經知道它是一個Plug-In程式時，就應該要明白，它可能採用的，就是許多系統都採用的相同架構處理Plug-In程式。 

當一個系統採用所謂Plug-In形式的架構時，它通常不會知道它的Plug-In究竟會怎麼實作、實作什麼功能。它只會規範Plug-In程式需要滿足某個特定介面。當系統初始化時，所有的Plug-In都可以依循相同的方式，向系統註冊，合法宣示自己的存在。 

雖然系統並不確切知道Plug-In會有什麼行為展現，但是因為它制定了一個標準的介面，所以系統仍然可以預期每個Plug-In能夠處理的動作類型。這些動作具體上怎麼執行，對系統來說並不重要。這也正是物件導向程式設計中的「多型」觀念。 

隨著實務經驗，歸納常見的架構模式 
我想表達的重點，是當你「涉世越深」之後，所接觸的架構越多，就越能觸類旁通。只需要瞧上幾眼，就能明白系統所用的架構，自然就能夠直接聯想到其中可能存在的角色，以及角色間的關係。 

像上述的Plug-In程式手法，時常可以在許多允許「外掛」程式碼的系統中看到。所以，有經驗的閱讀者，多半能夠立即反應，知道像Winamp這樣的系統，應該是讓每個Plug-In程式，都寫成DLL函式庫。 

而每個Plug-In的DLL函式庫中，都必須提供winampGetMediaLibraryPlugin()這個函式（如果你熟悉Windows的程式設計，你會知道這是利用LoadLibrary()和GetProcAddress()來達成的一種多型手法）。如果你熟悉設計模式，你更會知道這是Simple Factory Method這個設計模式的運用。 

winampGetMediaLibraryPlugin()所回傳的winampMediaLibraryPlugin結構，正好就描述了每個Winamp Plug-In的實作內容。 

善用名稱可加速了解 
利用gtags這個工具，我們立即發現，這個Plug-In它所定義的init、quit、PluginMessageProc這三個名稱，都是函式名稱。這暗示在多型的作用下，它們都是在某些時間點，會由Winamp核心本體呼叫的函式。 

名稱及命名慣例是很重要的。看到「init」，我們會知道它的作用多半是進行初始化的動作，而「quit」大概就是結束時處理函式，而PluginMessageProc多半就是各種訊息的處理常式（Proc通常是procedure的簡寫，所以PluginMessageProc意指Plugin Message Procedure）了。 

「望文生義」很重要，我們看到函式的名稱，就可以猜想到它所代表的作用，例如：當Winamp嘗試著初始化一個Plug-In時，它會呼叫這個結構中的init函式，以便讓每個Plug-In程式有機會初始化自己；當Winamp打算結束自己或結束某個Plug-In的執行時，便會呼叫quit函式。當Winamp要和Plug-In程式溝通時，它會發送各種不同的訊息至Plug-In，而Plug-In程式必須對此做出回應。 

我們甚至不需要檢視這幾個函式的內容，就可以做出推測，而這樣的假設，事實上也是正確的。 

 

閱讀他人的程式碼(5)找到程式入口，再由上而下抽絲剝繭

 

根據需要決定展開的層數，或展開特定節點，並記錄樹狀結構，然後適度忽略不需要了解的細節─這是一個很重要的態度。因為你不會一次就需要所有的細節，閱讀都是有目的的，每次的閱讀也許都在探索程式中不同的區域。 

探索系統架構的第一步，就是找到程式的入口點。找到入口點後，多半採取由上而下（Top-Down）的方式，由最外層的結構，一層一層逐漸探索越來越多的細節。 

我們的開發團隊曾針對Winamp的iPod plug-in進行閱讀及探索，不僅找到入口點，也找出、並理解它最根本的基礎架構。從這個入口點，可以往下再展開一層，分別找到三個重要的組成及其意義： 
● init()：初始化動作 
● quit()：終止化動作 
● PluginMessageProc()：以訊息的方式處理程式所必須處理的各種事件 

展開的同時，隨手記錄樹狀結構 
當我們從一個入口點找到三個分支後，可以順著每個分支再展開一層，所以分別繼續閱讀init、quit、以及PluginMessageProc的內容，並試著再展開一層。閱讀的同時，你可以在文件中試著記錄展開的樹狀結構。 

● init()：初始化動作 
● itunesdb_init_cc()：建立存取iTunes database的同步物件 
● 初始化資料結構 
● 初始化GUI元素 
● 載入設定 
● 建立log檔 
● autoDetectIpod()：偵測iPod插入的執行緒 
● quit()：終止化動作 
● itunesdb_del_cc()：終止存取iTunes database的同步物件 
● 關閉log檔 
● 終止化GUI元素 
● PluginMessageProc()：以訊息的方式處理程式所必須面臨的各種事件 
● 執行所連接之iPod的MessageProc() 
這部分必須要留意幾個重點。首先，應該一邊閱讀，一邊記錄文件。因為人的記憶力通常有限，對於陌生的事物更是容易遺忘，因此邊閱讀邊記錄，是很好的輔助。 

再者，因為我們採取由上而下的方式，從一個點再分支出去成為多個點，因此，通常也會以樹狀的方式記錄。除此之外，每次只試著往下探索一層。從init()來看你便會明白。以下試著摘要init()的內容： 

int init() { 
itunesdb_init_cc(); 
currentiPod=NULL; 
iPods = new C_ItemList; 
…略 
conf_file=(char*)SendMessage(plugin.hwndWinampParent,WM_WA_IPC,0,IPC_GETINIFILE);
m_treeview = GetDlgItem(plugin.hwnd LibraryParent,0x3fd); 
//this number is actually magic :) 
…略 
g_detectAll = GetPrivateProfileInt("ml_ipod", "detectAll",0,conf_file)!=0; 
…略 
g_log=GetPrivateProfileInt("ml_ipod","log",0,conf_file)!=0; 
…略 
g_logfile=fopen(g_logfilepath,"a"); 
…略 
autoDetectIpod(); 
return 0; 
} 

因為我們只試著多探索一層，而目的是希望發掘出下一層的子動作。所以在init()中看到像「itunesdb_init_cc();」這樣的函式呼叫動作時，我們知道它是在init()之下的一個獨立子動作，所以可以直接將它列入。但是當看到如下的程式行： 

currentiPod=NULL; 
iPods = new C_ItemList; 
我們並不會將它視為init()下的一個獨立的子動作。因為好幾行程式，才構成一個具有獨立抽象意義的子動作。例如以上這兩行構成了一個獨立的抽象意義，也就是初始化所需的資料結構。 

理論上，原來的程式撰寫者，有可能撰寫一個叫做init_data_structure()的函式，包含這兩行程式碼。這樣做可讀性更高，然而基於種種理由，原作者並沒有這麼做。身為閱讀者，必須自行解讀，將這幾行合併成單一個子動作，並賦予它一個獨立的意義──初始化資料結構。 

無法望文生義的函式，先試著預看一層 
對於某些不明作用的函式叫用，不是望其文便能生其義的。當我們看到「itunesdb_init_cc()」這個名稱時，我們或許能從「itunesdb_init」的字眼意識到這個函式和iPod所採用的iTunes database的初始化有關，但「cc」卻實在令人費解。為了理解這一層某個子動作的真實意義，有時免不了要往前多看一層。 

原來它是用來初始化同步化機制用的物件。作用在於這程式一定是用了某個內部的資料結構來儲存iTunes database，而這資料結構有可能被多執行緒存取，所以必須以同步物件（此處是Windows的Critical Section）加以保護。 

所以說，當我們試著以樹狀的方式，逐一展開每個動作的子動作時，有時必須多看一層，才能真正了解子動作的意義。因為有了這樣的動作，我們可以在展開樹狀結構中，為itunesdb_init_cc()附上補充說明：建立存取itunes database的同步物件。這麼一來，當我們在檢視自己所寫下的樹狀結構時，就能輕易一目了然的理解每個子動作的真正作用。 

根據需要了解的粒度，決定展開的層數 
我們究竟需要展開多少層呢？這個問題和閱讀程式碼時所需的「粒度（Granularity）」有關。如果我們只是需要概括性的了解，那麼也許展開兩層或三層，就能夠對程式有基礎的認識。倘若需要更深入的了解，就會需要展開更多的層次才行。 

有時候，你並不是一視同仁地針對每個動作，都展開到相同深度的層次。也許，你會基於特殊的需求，專門針對特定的動作展開至深層。例如，我們閱讀Winamp iPod plug-in的程式目錄，其實是想從中了解究竟應該如何存取iPod上的iTunes DB，使我們能夠將MP3歌曲或播放清單加至此DB中，並於iPod中播放。 

當我們層層探索與分解之後，找到了parseIpodDb()，從函式名稱判斷它是我們想要的。因為它代表的正是parse iPod DB，正是我們此次閱讀的重點，也就達成閱讀這程式碼的目的。 

我們強調一種不同的做法：在閱讀程式碼時，多半採取由上而下的方式；而本文建議了一種記錄閱讀的方式，就是試著記錄探索追蹤時層層展開的樹狀結構。你可以視自己需要，了解的深入程度，再決定要展開的層數。你更可以依據特殊的需要，只展開某個特定的節點，以探索特定的細目。 

適度地忽略不需要了解的細節，是一個很重要的態度，因為你不會一次就需要所有的細節，閱讀都是有目的的。每次的閱讀也許都在探索程式中不同的區域；而每次探索時，你都可以增補樹狀結構中的某個子結構。漸漸地，你就會對這個程式更加的了解。 

 

閱讀他人的程式碼(6)閱讀的樂趣：透過程式碼認識作者

 

即便每個人的寫作模式多半受到他人的影響，程式人通常還是會融合多種風格，而成為自己獨有的特色，如果你知道作者程式設計的偏好，閱讀他的程式碼就更得心應手。 

閱讀程式碼時，多半會採取由上而下、抽絲剝繭的方式。透過記錄層層展開的樹狀結構，程式人可以逐步地建立起對系統的架構觀，而且可以依照需要的粒度（Granularity），決定展開的層次及精緻程度。 

建立架構觀點的認識是最重要的事情。雖然這一系列的文章前提為「閱讀他人的程式碼」，但我們真正想做的工作，並不在於徹底地詳讀每一行程式碼的細節，而是想要透過重點式的程式碼「摘讀」，達到對系統所需程度的了解。每個人在閱讀程式碼的動機不盡相同，需要了解的程度也就有深淺的分別。只有極為少數的情況下，你才會需要細讀每一行程式碼。 

閱讀程式碼是新時代程式人必備的重要技能 
這一系列的文章至此已近尾聲，回顧曾探討的主題，我們首先研究了閱讀程式碼的動機。尤其在開放原始碼的風氣如此之盛的情況下，妥善利用開放原始碼所提供的資源，不僅能夠更快學習到新的技術，同時在原始碼版權合適時，還可以直接利用現成的程式碼，大幅地提高開發階段的生產力。所以，閱讀程式碼儼然成為了新時代程式人必備的重要技能之一。 

接著，我們提到了閱讀程式碼前的必要準備，包括了對程式語言、命名慣例的了解等等。在此之後，我們反覆提起了「由上而下」的閱讀方向的重要性。 

由上而下的閱讀方式，是因為我們重視架構更勝於細節。從最外層的架構逐一向內探索，每往內探索一層，我們了解系統的粒度就增加了一個等級。當你識別出系統所用的架構時，便能夠輕易了解在這個架構下會有的角色，以及它們之間的動態及靜態的關係。如此一來，許多資訊便不言可喻，毋需額外花費力氣，便能夠快速理解。 

好的名稱能夠摘要性地點出實體的作用 
追蹤原始碼時，固然可以用本來的方式，利用編輯器開啟所需的檔案，然後利用編輯器提供的機制閱讀，但是倘若能夠善用工具，閱讀程式碼的效率及品質都能大大提升。在本系列文章中，我們介紹了一些工具，或許你還可以在坊間找到其他更有用的工具。 

我在這一系列的文章中，實際帶著大家閱讀、追蹤了一個名為ml_pod的開放原始碼專案。它是一個Winamp的iPod plug-in程式。在追蹤的過程中，我們試著印證這一系列文中所提到的觀念及方法。我們採用逐漸開展的樹狀結構來記錄追蹤的過程，並藉以建立起對系統的概觀認識。 

就原始碼的閱讀來說，之前的討論涉及了工具面及技巧面。但還有一些主題不在這兩個範疇之內，例如，善用名稱賦予你的提示。名稱做為隱喻（Metaphor）的作用很大，好的名稱能夠摘要性地點出實體的作用，例如我們看到autoDetectIpod()，自然而然能夠想像它的作用在於自動（Auto）偵測（Detect）iPod的存在。 

我們在展開樹狀結構時，有時候需要預看一層，有時卻不需要這麼做，便可得到印證。程式人都會有慣用的名稱以及組合名稱的方法，倘若能夠從名稱上理解，便毋需鑽進細節，可以省去相當多的時間。例如，當我們看到parseIpodDb()時，便可以輕易了解它是剖析（Parse）iPod的資料庫（DB），因此便不需要立即鑽進parseIpodDb()中查看底細。 

儘管如此，能否理解程式人命名的用意，和自身的經驗以及是否了解原作者的文化背景，是息息相關的。 

命名本身就是一種文化產物。不同的程式人文化，就會衍生出不同的命名文化。當你自己的經驗豐富，看過及接觸過的程式碼也多時，對於名稱的感受及聯想的能力自然會有不同。 

這種感受和聯想的能力，究竟應該如何精進，很難具體描述。就我個人的經驗，多觀察不同命名體系的差異，並且嘗試歸納彼此之間的異同，有助於更快地提升對名稱的感受及聯想力。 

轉換立場，理解作者的思考方式 
除了工具及技巧之外，「想要閱讀程式碼，得先試著閱讀寫這個程式碼的程式人的心。」這句話說來十分抽象，或許也令人難以理解。 

當你在閱讀一段程式碼時，或許可以試著轉換自己的立場，從旁觀者的角度轉換成為寫作者的心態，揣摩原作者的心理及處境。當你試著設身處地站在他的立場，透過他的思考方式來閱讀、追蹤他所寫下的程式碼，將會感覺更加流暢。 

許多軟體專案，都不是由單一程式人所獨力完成。因此，在這樣的專案中，便有可能呈現多種不同的風格。 

許多專案會由架構師決定主體的架構及運作，有既定實施的命名慣例，及程式設計需要遵守方針。在多人開發的模式下，越是好的軟體專案，越看不出某程式碼片段究竟是由誰所寫下的。 

不過，有些開放原始碼的專案，往往又整合了其他開放原始碼的專案。有的時候，也很難求風格的統一，便會出現混雜的情況。好比之前提到的ml_pod專案，因為程式碼中混合了不同的來源，而呈現風格不一致的情況。 

我在閱讀非自己所寫的程式碼時，會觀察原作者寫作的習慣，藉以對應到腦中所記憶的多種寫作模型。在閱讀的過程中，讀完幾行程式碼，我會試著猜想原作者在寫下這段程式碼時的心境。他寫下這段程式碼的用意是什麼？為什麼他會採取這樣的寫法？順著原作者的思考理路閱讀，自己的思考才能更貼近對方寫作當時的想法。 

當你短暫化身為原作者時，才能更輕易的理解他所寫下的程式碼。 
如果你能知道原作者的背景，程式設計時的偏好，閱讀他的程式碼，就更能得心應手了。 

從程式碼著手認識作者獨有的風格，進而見賢思齊 
我在閱讀別人寫下的程式碼時，我會試著猜想，原作者究竟是屬於那一種「流派」呢？每個人都有自己獨特的寫作模式，即便每個人的寫作模式多半受到他人的影響──不論是書籍的作者、學習過程中的指導者，或一同參與專案的同儕，但每個程式人通常會融合多種風格，而成為自己獨有的風格。 

物件導向的基本教義派，總是會以他心中覺得最優雅的物件導向方式來撰寫程式。而閱讀慣用、善用設計模式的程式人所寫下的程式碼時，不難推想出他會在各種常見的應用情境下，套用哪些模式。 
有些時候，在閱讀之初，你並不知道原作者的習性跟喜好，甚至你也不知道他的功力。但是，在閱讀之後，你會慢慢地從一個程式人所寫下的程式碼，開始認識他。 

你或許會在閱讀他人的程式碼時，發現令人拍案叫絕的技巧或設計。你也有可能在閱讀的同時，發現原作者所留下的缺失或寫作時的缺點，而暗自警惕於心。這也算是閱讀他人程式碼時的一項樂趣。 

當你從視閱讀他人的程式碼為畏途，轉變成為可以從中獲取樂趣的時候，我想，你又進到了另一個境界。