這兩道題，曾經像一道光照亮了我，給了我最重要的底層能力
原標題：這兩道題，曾經像一道光照亮了我，給了我最重要的底層能力
最近我們在寫關於編程思維的文章。編程思維是邏輯學、數學和計算機科學的結晶，背後其實是一系列的核心思維方法。
在上週的文章《刷100道奧數題，不如學會這道邏輯題和它的思考方法，這才是數學和編程的通關密碼》裏，我們解析了其中的兩個:分解和分類。用上這兩種思維方法，基本上就能讓一個程序不出錯的跑起來了，算是編程裏的基礎思維。
那麼，怎麼能讓一個程序運行起來更高效，編寫起來也更簡潔？這就得用上另外兩個思維方法了：效率第一、發現並整合規律。
先來説效率第一。
咱們一起來開動一下腦筋。
如果我們要讓2個機器人把這些灰塵掃進簸箕裏，要分幾步？
很多人下意識的做法是3步：
有沒有更好的步驟？
其實，把流程優化一下，2步就夠了。
這是編程思維的一個重要原則：效率第一。時刻想着怎麼樣對流程進行優化，讓程序的步驟最少、用時最短、效率最高。
再來試試這個任務吧。
在高鐵上，要取下每排座位上的枕巾，同時把座位轉一個方向。
你很有可能會這麼做：先把枕巾一條條取下來，再旋轉座位。這是最順其自然的想法。
用這種方法，因為最裏邊靠近車窗的枕巾手臂是夠不着的，這就需要你移動身體，走到座位的最裏邊，再退出來。
把它拆解成分解步驟的話，一共需要6步。
這樣沒問題，能完成任務，但步驟有點多，而且要在座位的間隙裏擠來擠去，也挺麻煩。有沒有更有效率的方法呢？
調整一下流程呢？先取下手臂能夠拿到的兩條枕巾，接着旋轉座位，靠近車窗的那條枕巾就旋轉到手邊了，這樣的話，你不需要移動身體，就能輕鬆取下所有枕巾。
分解一下步驟，這樣做只需要4步：
這其實就是“統籌安排”。
統籌安排我一直覺得是數學裏對我影響最大的方法。
還記得當年那2道題嗎：
燒開水要8分鐘，掃地5分鐘，抹桌子2分鐘，做完3件事最短一共要幾分鐘？
一個平底鍋每次能煎2個煎餅，一個煎餅有兩面，每面要煎2分鐘。煎3個煎餅，最少要用幾分鐘？
這2道題曾經像一束光一樣點亮了我，讓我恍然大悟，原來應該這樣思考問題、安排工作。它是我習得的最重要的底層能力之一。
其實改變孩子的，給孩子底層能力的，可能就是某一道照亮孩子的光。
當然，有時候要達到高效，還需要一點創造性的方法。
給大家留個思考題。
用一個帶輪子的鏟子，把散落在地上的這些狗狗糞便收集起來。
但是有一個條件，這個鏟子轉向的時候很慢很麻煩，所以要儘量走直線，減少轉彎的次數。
你會怎麼做呢？是這樣嗎？
一共轉了兩次彎。
其實，只要轉向一次就能做到了。
你想出辦法了嗎？記得到留言裏來告訴我哦～想知道答案的話，就關注我們，進入公號發送“思考題”獲取吧。
二、發現並整合規律
咱們再假設一下，有個機器人站在離你5步遠的地方，你要讓它向你走過來。
你可能會這樣下指令：
向我走1步
向我走1步
向我走1步
向我走1步
向我走1步
打字打得手都酸了，而且一不小心還會寫錯，寫成“向我走11步”。
更簡單的方法，當然是這樣下指令：
重複5次
向我走1步
這就是發現程序中的重複規律，並且進行整合，也就是算法中的“循環結構”。
如果是要設計一個旋轉木馬的程序呢？
首先你要為它設計一個運行模式：旋轉3圈，休息10秒；旋轉3圈，休息10秒……如此循環。
那麼“旋轉3圈，休息10秒”就是一個重複規律。這個程序可以這樣寫：
重複無數次
旋轉1圈
旋轉1圈
旋轉1圈
休息10秒
接着，你會進一步發現，“旋轉1圈”也是一個重複單元。程序又可以進一步簡化：
重複無數次
重複3次
旋轉1圈
休息10秒
除了循環結構，編程中的“函數”，也需要發現並整合重複規律的能力。
“函數”是編程裏的一個概念，和數學裏的函數不一樣。它是什麼呢？
簡單來説，編程裏的“函數”就是程序裏會多次出現的一組動作，我把這組動作打個包，取個名字，每一次碰到這個動作的時候，就把這個動作包調出來用就行了。
有一些編程語言裏會帶有很多已經寫好的、可供使用的內置函數，程序員只要拿來用就可以了，不需要再自己編寫，這也是一個語言好不好用的重要原因之一。
但更多時候需要我們自己去打包函數。
比如上面這個旋轉木馬程序的例子。
木馬“旋轉1圈”這個動作裏，就包含了很多分解動作，比如每匹馬每轉一圈都得“上去-下來-上去-下來-上去-下來”，那麼，我們就可以把這一組動作，打包成一個函數，取名叫“旋轉一圈”。以後每次碰到這組動作，就直接調用“旋轉一圈”這個函數，而不用再把“上去-下來-上去-下來-上去-下來”的動作寫一遍了。
其實，循環和函數是無處不在的，在我們的身體裏也有內置的循環和函數。
如果我們可以進入自己身體裏的呼吸運行系統，就會發現兩個函數：吸入函數和呼出函數。
你看，從“橫膈肌收縮”到“氧氣進入血液”，每一次吸氣，我們的身體都要進行這一系列的動作，我們就可以把這一系列動作打包成一個函數，取名叫“吸氣”。事實上，你可以試試，當你的大腦給身體下指令吸氣的時候，都是在調用函數“吸氣”，而不用一步步的告訴身體需要做什麼。
所以，如果給我們複雜的呼吸系統寫一個程序，善於發現和整合規律的程序員，只要三行代碼就夠了。
循環無數次
吸氣（吸入函數）
呼氣（呼出函數）
在編程過程中你會發現，發現和整合規律，是孩子需要不斷去練習的思維方法。
好了，懂了“分解、分類、效率第一、發現和整合規律”，孩子就已經具備了最核心的編程思維了，也能理解最基礎的一些編程概念，像順序結構（“分解”做一件事的步驟）、條件語句（“分類”不同的情況）、循環語句、函數等等。
這些核心思維方法，孩子將來不論做什麼工作，都能從中受益，也足以讓孩子成為一個合格的程序員。
但是，這些都是建立在我們已經知道了要讓程序去做什麼、怎麼做，已經對一個問題有了解決方案的基礎上。
如果，我根本不知道解決方案是什麼怎麼辦呢？比如説，我要讓一個程序找出太空中某一種特定的天體（這就是妞爸在做的事），我到底要讓這個程序做些什麼呢？什麼樣的思維方法可以幫助到我？
這就是下一篇文章我想和大家討論的了。最後，別忘了咱們的思考題哦～
謝謝你關注帝呱呱星球，這裏有傳説中的海淀、順義媽媽。因為地域和工作的原因，我們得以接觸優質的教育資源和先進的育兒理念，希望和你分享雞娃時代裏不一樣的育兒新認知、帝都新生活。