閱讀他人的程式碼 (3) 優質工具在手，讀懂程式非難事

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。



作者簡介：
王建興
清華大學資訊工程系的博士研究生，研究興趣包括電腦網路、點對點網路、分散式網路管理、以及行動式代理人，專長則是Internet應用系統的開發。曾參與過的開發專案性質十分廣泛而且不同，從ERP、PC Game到P2P網路電話都在他的涉獵範圍之內。

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