Искусство программирования для Unix

обычно более эффективным вариантом (более подробное обсуждение данного компромисса приведено в главе 18).

Даже в тех сферах, которые являются естественно визуальными, расширение проблемы часто склоняет выбор компромиссного решения в пользу CLI-интерфейса. Если требуется загрузить и сохранить одну Web-страницу с заданного URL, то выбор и щелчок мыши (или ввод и щелчок) будет превосходным способом. Однако для Web-форм потребуется использование клавиатуры. И если необходимо загрузить и сохранить страницы, соответствующие заданному списку из 50 URL-адресов, то CLI-клиент, способный считывать URL со стандартного ввода или из командной строки, позволит сократить количество излишних движений.

В качестве другого примера рассмотрим изменение таблицы цветов в графическом изображении. Если требуется изменить один цвет (например, осветлить его на величину, которую можно определить только посмотрев на изображение), то визуальное диалоговое окно со средствами подбора цветов является почти обязательным. Однако предположим, что необходимо заменить всю таблицу набором указанных RGB-значений или создать и проиндексировать большое количество пиктограмм. Это те операции, в которых GUI-интерфейсам обычно не хватает выразительности. Даже если такая выразительность достигнута, вызов соответствующим образом разработанного CLI-интерфейса или программы фильтра позволит выполнить задачу гораздо более лаконичным способом.

Наконец, (как отмечалось выше) CLI-интерфейсы являются важным средством, облегчающим использование одних программ из других. Графический редактор с GUI-интерфейсом, который способен создавать пакеты пиктограмм для списка файлов, вероятно, выполнит данную задачу с помощью дополнительного приложения, написанного на языке сценариев, вызывающего внутренний CLI-интерфейс графического редактора (как, например, средство script-fu для GIMP). Unix-среды настолько повышают ценность CLI-интерфейсов именно потому, что их IPC-средства хорошо развиты, имеют низкие издержки и легкодоступны из пользовательских программ.

Рост популярности GUI-интерфейсов (начиная с 1984 года) имел неудачное последствие: они затмили достоинства CLI-интерфейсов. Конструкция потребительского программного обеспечения, в частности, стала в большой степени склоняться к GUI-интерфейсам. Несмотря на то, что это удобно для начинающих и случайных пользователей, которые составляют большую часть потребительского рынка, это также несет в себе скрытые затраты для более опытных пользователей, по мере того как они сталкиваются с ограничениями выразительности GUI-интерфейсов. Такие затраты неуклонно увеличиваются по мере того, как пользователи принимаются за решение более сложных проблем. Большая часть затрат связана с тем, что GUI-интерфейсы просто вообще не могут использоваться в сценариях — каждая операция взаимодействия с ними должна инициироваться пользователем.

Гентнер и Нильсен ярко обобщили данный компромисс в статье 'The Anti-Mac Interface' [28]: '[Визуальные интерфейсы] хорошо подходят для простых действий с небольшим количеством объектов, но по мере того как количество действий или объектов растет, непосредственное управление быстро становится повторяющейся, монотонной работой. Темная сторона интерфейса непосредственного управления заключается в том, что пользователю приходится управлять всем. Вместо руководителя, раздающего высокоуровневые инструкции, пользователь понижается до рабочего конвейера, который должен выполнять одно и то же задание снова и снова'. Знаменитый писатель-фантаст Нил Стефенсон (Neal Stephenson) выразил то же мнение не так явно, но более увлекательно в своем ярком и обобщенном очерке 'In the Beginning Was the Command Line' [79].

Подход к данной проблеме типичных представителей старой Unix-школы является значительно менее теоретическим.

Коммерческий мир, как правило, стремится к моде новичков, потому что (а) решения о покупках часто принимаются на основе тридцатисекундного пробного использования и (b) необходимость поддержки пользователей при этом сводится к минимуму, поскольку им предоставляется упрощенный до абсурда GUI- интерфейс. Я нахожу многие не-Unix-системы очень неудобными, поскольку, например, они не предоставляют способа выполнять какие-либо действия с сотней или тысячей файлов; я хочу написать сценарий, но он не поддерживается. Основная проблема таких систем заключается в предположении, что все пользователи постоянно остаются начинающими, и, следовательно, они отвергают Unix, поскольку она в данную модель не вписывается.

Майк Леск.

Для того чтобы обеспечить программе долгую жизнь, чтобы программа могла обслуживать как начинающих, так и опытных пользователей, взаимодействовать с другими компьютерными программами, и независимо от того, является ли предметная область естественно визуальной, важна поддержка обоих видов интерфейсов как CLI-, так и визуальных. История Unix свидетельствует о том, что данная система хорошо подходит для удовлетворения обеих групп потребностей. После представления показательного учебного примера далее в настоящей главе рассматриваются характерные модели проектирования, которые развились в Unix для удовлетворения данных потребностей.

11.4.1. Учебный пример: два способа написания программы калькулятора

Для того чтобы более конкретно изучить преимущества и недостатки GUI- и CLI-интерфейсов, рассмотрим, как данные стили можно полезно применить в конструкции простой интерактивной программы: настольного калькулятора. В качестве примеров для контраста используются утилиты dc(1)/bc(1) и xcalc(1).

Первоначально программой настольного калькулятора в Unix, впервые распространявшегося с Version 7, была утилита dc(1) — калькулятор с обратной польской нотацией, который мог выполнять арифметические вычисления с неограниченной точностью. Позднее над утилитой dc(1) был реализован язык алгебраического (с инфиксной нотацией) калькулятора, bc(1) (взаимосвязь данных программ рассматривалась в качестве учебного примера в главе 7, а затем в главе 8). В обеих программах используется CLI-интерфейс. Пользователь вводит выражение на стандартный ввод и нажимает клавишу Enter, после чего значение выражения печатается на стандартный вывод.

С другой стороны, программа xcalc(1) визуально имитирует простой калькулятор с кнопками и дисплеем обычного калькулятора.

Подход, примененный в xcalc(1), проще описать, так как он имитирует интерфейс, с которым знакомы начинающие пользователи. Действительно, в справочном руководстве сказано: 'Цифровые клавиши, клавиши +/-, +, - , *, / и = выполняют в точности те функции, которые от них можно ожидать'. Все возможности программы передаются надписями на визуальных клавишах. В данном случае соблюдается правило наименьшей неожиданности в строжайшей его форме, а для редких и начинающих пользователей, которым никогда не понадобится читать справочное руководство по использованию данной программы, это представляется реальным преимуществом.

Рис. 11.1. Графический интерфейс программы xcalc

Однако xcalc также наследует почти полную непрозрачность обычного калькулятора. При расчете сложного выражения невозможно просмотреть и проверить нажатия клавиш, что может оказаться проблемой, если пользователь, например, неверно поставит десятичную точку в выражении, подобном (2.51 + 4.6) * 0.3. В программе не предусмотрено сохранение истории команд, поэтому проверить ввод выражения невозможно. Пользователь получит результат, однако он не будет соответствовать запланированным вычислениям.

Иначе обстоит дело с программами dc(1) и bc(1).