大一上学期结束了，给我最大震撼的还是这门SICP课；由于过于震撼，我觉得有必要记录下来。原本打算学期结束后写一系列文章总结一下，不料下学期课业过于刺激，只好草草以一篇“序”结束。不过虽然课程结束了，学习仍要继续，所以学习笔记也会不断延伸（？）

说来惭愧，这学期初选课的时候，才第一次听说SICP课，后来到了正式上课，才渐渐了解。这是门名叫“计算机程序的构造和解释”的课程（Structure and Interpretation of Computer Programs/SICP），原书是MIT的著名教程，原课程是UC Berkeley的著名“网红课程”cs61a。这还是我们学校第一次引进这门课程，基本上就是使用的就是cs61a的教程，使用python作为主要的教学语言（然而秉着大一上保护萌新的原则，还是对其内容有一些删减，尽管如此，这也已经让我大开眼界）。

先看看这一学期都教了些什么吧：

• python语言
• FP部分（递归、副作用、高阶函数、lambda演算）
• 数据抽象（用函数闭包实现的树）
• OOP部分（用class重新实现数据抽象）
• scheme语言
• 解释器原理
• SQL语言
• ……

这门课的进度我是从开学震撼到结束——实在是太快了、内容太丰富了（然而即使如此，仍然比Berkeley的进度还差一大截）。照我之前的印象中，CS系入门课永远是命令式语言的，后面过渡到OOP，像FP似乎都属于先进技术了，编译原理则更是忌讳给新手打开的黑箱、魔盒……然而，我仍然做到了，完成了上面的所有内容，学到最后的同学们都做到了（确实一开课就劝退了很多“萌新”、堪称退课率最高的一门了……）。这显然是cs61a这课程设计的功劳。

CS61a

我已经吹过无数遍cs61a，因为它实在是太精致了。每一个部分显然都是经过精心设计的：

一、课程结构

课程分普通上课（Lecture）、上机实验课（Lab），作业分平时作业（Homework）和大作业（Project）。
有一说一，就作业的量来看，这个强度已经远远大于大一CS的传统基础课程“程序设计基础了（说是C++，不如说就是C编程）”。
Homework是一周一次，量不大，是与课时内容一致的练习题。值得一提的是，每次homework，都留一些附加题；这些附加题就很有深度了（似乎是课时不够塞不进，但教师真的很想传递的内容（小声））：像“匿名阶乘”（只用lambda，不递归实现阶乘，方法是不动点算子，，，）、“church numeral”（相当于让你自己发明一遍church numeral（orz））……非常震撼，都是想都不敢想会在大一接触到的内容……

重头戏是Project,感觉真的是课程设计者的心血所在了。我们这学期做了四个project，分别是：The Game of Hog（一个掷骰子游戏）、Autocorrected Typing Software（打字软件）、Ants Vs. SomeBees（Plants Vs. Zombies复刻，，，）和Scheme Interpreter（Scheme语言的解释器！！！）
纯萌新、一学期、整这四个大活儿……
当然不是从零写起……学生只负责完成核心算法（当中的几行）的实现（
我想到的一个绝佳的比喻就是IKEA的家具，，，它已经为你实现了绝大多数的工作，却硬是要你去把它自己动手安装成一个能用的家具。然而，尽管只剩下一些最微小的工作，你还是不会组装这些部件。于是，它还提供了一份非常详尽的说明书，真的手把手地教你拼成。就是看说明书、一步步地拼的过程中，竟也理解了这个家具的内部结构。而最后，你得到一个能够使用的家具，还是自己动手做成的，属实很有成就感。

回到cs61a的project，这些程序最困难的架构、UI、测试板块都已经完全提供了。另外，还附带说明书一份，整个做project的过程就是看着说明书一步步拼家具的过程。
之前总看到有人问：学C/C++这么长时间，为什么都只是“黑框程序”？为什么和看到的软件差别那么大？学这编程到底是做什么的？难道就是解数学题？
这些疑问，我肯定大部分按国内“科班编程教育”学下来的都有过。没办法，大一打基础，C++是基本功嘛。我也深知要一上来就搞图形界面显然不现实的。然而，cs61a懂学生的顾虑，在第一时间就传递给学生：编程是魔法，自己动手，什么都能创造。

不光如此，project还提供给学生阅读代码的机会，尤其是阅读优质代码的机会。这个就太难得了。据我所知，基础课“程序设计基础”就没有时间深入对代码规范的讲解——确实，比起数据类型、指针，那些“基本功”，代码风格显得不那么重要；而且，对于初学的那些几十行的小程序，也无法让学生理解为什么需要代码的规范；甚至，在上机时，为了高效a题，有种向OI/竞赛码风靠拢的倾向。
即使是OI时，阅读代码的唯一机会也就是那初赛码风奇异的阅读程序题……我还记得在我第一次看到DirectX的代码时有多震撼……
然而，cs61a的project就提供了这种“大项目”的语境，project提供的代码显然都是非常规范的，不论是命名风格还是写法，注释的量超过了有效代码。学生完成project，在填入代码前，首先要阅读；这样，就已经是“见识过好代码”的人了。

另外，project的选题也很合学生胃口啊。像讲到OOP时，就出了复刻PVZ的project，游戏物体都是一个基类派生，各种植物就是需要学生完成的各种派生类……现在，回想一下国内教科书的OOP习题……嗯，学生管理系统，，，嗯老师同学都是人，大一大二都是学生，，，

二、课程设计

以下内容均为本人学习该课程后的主观推断（

为什么选择python

一个问题就是为什么用python作为教学语言。毕竟，对CS学生来说，一上手就python的话，一些特性可能会养成不好的习惯……（之类的吧）
但就这门课来说，选择python十分合理。

首先，python是多范式的。上面提到的课程内容中，命令式的、FP、OOP都要学习，所以显然需要选择一门能够覆盖这些范式的语言。另外，python的动态解释特性（个人以为也给课程造成了一些麻烦……）使它对FP的支持比C++好了不少。

其次，python是解释执行的，支持交互式编程。为什么这点这么重要？为了课程中最吸引人的一部分：要实现一个scheme解释器。学习python，也就理解了解释的大概过程、什么是REPL。更重要的是，scheme的许多语法与python是一一对应的，这减少了完成解释器很大的一部分工作量。做完解释器，似乎只是完成了parsing，翻译成python的数据，直接就出来了。

为什么选择scheme

可能，主要原因是语法结构简单，都是前缀的表达式，便于写解释器……另外，scheme的FP也与之前所学相契合，解释的特性也与python一致，是水到渠成：scheme竟一节课学完就可以无痛感的熟练编程了，可见其课程设计的环环相扣。而，scheme的范式也与python不同，便于将两门语言对比学习。

为什么内容这么多

我的解释是目标不一样。以“程序设计基础”为代表的国内“科班编程教育”的入门课，目的就是“打好基本功”，我认为是有道理的。CS学习计算机科学，C++是最好的材料了，正如学习音乐，钢琴是最好的材料一样。但这样“埋头走路”的方式，常常会使一些（估计是大部分）学生晕头转向，不知道在学些什么，有什么意义。就像我的导师所说，他教授的编译原理课程，有很多同学一个学期下来，都不知道学的有什么用处。
而同样是作为入门课的SICP，目的却是“抬头看路”。有一说一，这样的高强度“走马观花”下来，“码力”也许确实会欠缺一些，但视野却已经大不一样了：见识到的是计算机程序设计的“蓝图”——编程是什么？程序是什么？什么是编程语言？什么是编程范式？函数式的、面向对象的，命令式的、声明式的，解决什么样的问题？什么是抽象？编程能干什么？以后还要学什么？……
这样一来，学习热情就可想而知。

三

这里还不得不提一下我们的老师，冯新宇教授。据他讲也是“临危受命”，作为编程语言方面的专家，来开这门新课。随着课程的推进，就发现和这门课的相性真的很好（逃）。毕竟要把这门内容如此丰富的课程讲明白也非易事，尤其是到编程语言的对比、特性的设计方面，编译过程的解释方面的讲解，都让我大开眼界、受益匪浅。我课下也与老师对于程序语言特性设计方面的疑惑进行了许多探讨，老师的解答都让我醍醐灌顶，使我敬仰万分……在最后一节课，老师还夹带了些“私货”，介绍了了一门更为奇异的coq语言，讲解了证明过程，还介绍了计算机程序的形式验证方法，令我叹为观止……增加了我学习Haskell的动力（？）

接下来的学习笔记，再整理SICP这门课中学到的mind-blowing的事吧（咕咕咕）。如果有空，可能还有对冯佬Q&A的番外……