程式設計的「設計」

英文的Programming一詞，中文翻譯為程式設計，而對於Programmer，也就順勢翻譯為程式設計師，然而如果拿掉「程式」兩個字，只看「設計師」這名稱，一般人會聯想到什麼？穿著時尚服裝、有著帥氣美麗的外表、拿著筆認真思考創作的形象，我想，絕對很少人會與程式設計師聯想在一起。

設計何以重要？

英文職稱上與程式設計活動相關的，大概就是所謂的系統設計師（System Designer，SD），不過，一般人對這工作還是很難與設計師形象結合在一起；要說到與程式相關，且形象上比較接近的工作，大概是近幾年開始受到重視的UI設計師，然而，談到UI設計師要不要會寫程式這類話題的話，多半就能吵上一架，顯現出「設計師」與「程式設計師」從事的，實際上就是不同的活動。

我會開始去琢磨「設計」這兩個字的意義，其實是因為把玩程式3D建模的近一年來，對於每個作品在著手設計時，都會問自己一個問題：這個作品的「梗」在哪？

程式3D建模只要留下參數，一個作品就可以衍生出無數個作品，若只是要在作品數量上灌水，是件輕而易舉之事，只是這麼做毫無意義，既然是程式建模，自然得發揮程式設計的優勢，有時是隨機迷宮、有時是隱藏於其中的數學，偶而來自女兒的手工創作，而更多時候是會問：這模型建出來很漂亮，它裡頭的「設計」是什麼？

這就牽涉到一個問題：「一個設計要具備什麼元素，才算是個設計？」

就如同我在某一次記錄OpenSCAD的文件〈文字與圓球〉寫到：「你得去觀察，然後思考，尋求規則，接著逐一解決，不單是數學需要這個過程，也不單是程式需要這個過程，你玩弄任何的東西都需要這個過程，這麼一來，你的設計才會被賦予深度，才會有靈魂！」

實際上，我也不是第一個對「設計的設計」是什麼發出疑問的人，軟體界經典作品《人月神話》的作者Federick Brooks，甚至為此寫了本《設計的設計：一位電腦科學家的設計歷險》。他在序中，就談到：「不論心理上或實務上，設計的過程並不被充分瞭解」，並談到他的研究動機之一是「各個領域中，在最佳實務與平均實務之間，以及平均實務與半調子之間，存有巨大差距」。

由於存在著巨大差距，Federick Brooks想要探討的是，設計的過程是否有一些規則可循。

因為，他認為：「許多設計成本都是耗在重做的部份，亦即錯誤修正」、「平庸的設計可證明既浪費地球資源、破壞環境，以影響國際競爭力」。

而這讓我想起曾經看過的一句話：「糟糕的程式設計師，一年可以創造兩到三個工作」。

程式設計領域外的「設計」

實際上，如果想要瞭解程式設計中的設計，可以暫時跳開程式設計，先看看這個領域之外的設計是什麼。

身為軟體界的大師，《設計的設計》一開始雖然是從軟體工程師的觀點來看設計，然而後續就跨足到其他領域，最後來到海濱別墅、廂房擴建 、廚房改造等設計的探討、也回顧了自己經手過的System/360、OS/360之設計，甚至連《電腦架構：概念與演進》的書籍設計也列入討論。

除此之外，在網路上搜尋「什麼是設計」，可能得到許多的解答，其中有些共同點，例如，〈什麼是設計〉中，談到了：「設計師就是解決問題的人(Problem Solver)」，而〈跟四歲小孩解釋「什麼是設計」〉中，談到：「設計是為了讓任何東西變得容易使用，或是容易理解」，這指出了設計與藝術的不同：設計可以是一種藝術，藝術卻不一定是設計。

在尋找什麼是設計時，出現了設計思考（Design Thinking）這個有趣的名詞。

這是由美國一間顧問公司IDEO執行長Tim Brown在2011提出的一個思考模式，將設計師解決問題的經驗與邏輯，具體化為一個通用的流程，而這似乎就是Federick Brooks在2010出版的書籍中，想要探討的：尋求設計過程中一些可循的規則。

在網路上搜尋設計思考，會有許多的資料可以參考，有個簡短的影片〈什麼是設計思考？〉是個不錯的開始，其中談到了設計思考過程的幾個關鍵：向使用者學習、尋找模式、定義設計原則、把點子做出來、反覆測試原型。並且透過這個過程，以便找到思考與實作的平衡點。

程式的設計思維

不同的文件對於設計思考，列出的關鍵點不同，然而，身為程式設計師，一定覺得設計思考上列出的要點，與軟體設計上顯然有著極大的相似性。不過，程式設計界偏好使用「設計思維」這個名詞，那麼，程式設計時的設計思維是什麼？

在人人學程式、從小學程式的風潮下，有許多人談到了，學習程式設計，並不是要每個人都成為程式設計師，而是要從程式設計中學習運算思維（Computational Thinking），如維基百科上寫的，運算思維是運用電腦科學的基礎概念，進行問題求解、系統設計，以及人類行為理解的一種思考方式，是透過問題的拆解、模式識別、抽象化，而後建立演算法的過程。

因此，程式設計師從事的設計之一，在程式面上最直接的，無疑的就是演算法設計，那麼還有哪些程式設計活動被冠以設計之名？

我直接聯想到的就是設計模式，針對軟體設計中反覆出現的各種問題，提出的解決方案，其目的之一與Federick Brooks相同，列出一些可循的規則，避免重複的設計成本。

然而，設計模式是針對物件在結構、創建、行為等角度切入時，可以有什麼樣的設計；實際上，設計上可以從各個面向來切入，看一個東西有無融入設計；另一方面，程式設計基本上是人類從事的活動，除了解決程式設計師直接面對的問題之外，還得解決程式設計師與程式設計師之間的問題，或者彼此間交錯綜衡而衍生出來的問題。

也因為程式設計活動中會有著各種的問題，不斷重複地在發生，因而產生了許多程式的設計思維探討，想要簡短地知道有哪些面向的話，iThome往年都有請專家推薦程式設計思維類必看好書，這些書籍提供的，實際上就是設計領域在討論的設計思考過程。

讓程式融入「設計」

給你一隻筆，你就可以畫畫，因此繪畫很簡單，對嗎？

給你三個月（或者八週更短之類的），你就會寫程式，因此程式設計很簡單，對嗎？只是你的程式中，真的有設計的成分在裡頭嗎？

就如同Federick Brooks談到的：設計很重要，教導設計也很重要。反過來說，如果想要真正進入程式設計，必須切記的是，設計很重要，學習設計也很重要。

程式設計界有所謂的內功心法，也就是能不限於特定語言、技術、平臺，面對類似問題時也能通用的解決方案，仔細想想，這些也就是程式的設計思維。如果問糟糕的程式設計師與優秀程式設計師之差別，一個簡單的答案或許是：後者可能終其一生，都在為了在程式中融入設計，而不斷地學習各種的設計思維。

那麼，你只想寫程式嗎？或者你想從事程式「設計」？那麼，想盡辦法，讓你的程式中融入設計吧！下次面對你的程式時，也可以好好地審視看看，裏頭真的融入設計的成分了嗎？