章节十九：编程思维：产品思维
学习编程的目的从来不是为了考试，而是要学会用编程能力帮自己解决实际问题。
但我们发现如果只是学习基础知识的话，还是不能解决实际问题。这就好比我们在学校学习了很多公式定理，但却发现它们在生活并没有什么用处。
其中一个原因是因为生活经验和所学知识之间存在脱节，导致知识无法运用到生活中。
编程技能也是如此：
对于编程来说，其实我们每个人都有足够的生活经验，在过去的一段时间里也掌握了基础知识，那么中间缺的究竟是什么呢？
我认为，这道连接编程知识和解决实际问题的桥梁就是“产品思维”。
这里我所说的【产品】，并非百货商场货架上的“产品”，而是“为自己或他人服务的程序”。
1. 流程图
工欲善其事必先利其器，我们首先要学习的是“流程图”，如果不先掌握“流程图”这个分析与思考的工具，就很难实践“产品设计”的相关方法。
相信大家之前一定也接触过流程图，我们可以把流程图理解成“用一种图示描述事物进行的过程”。比如我们去注册使用共享单车的过程，可以画出这样的流程图：
掌握了流程图后，你既可以用它分析思考问题，也可以用它搭建产品框架，还能用它设计代码逻辑。
所有的流程图，总结起来有三种类型：
是不是和我们之前学的条件判断和循环语句，有异曲同工之妙？
接下来让我们一个个来看。
1.1 顺序结构
当一件事情是按顺序进行的时候，我们就用顺序结构。一般会用到三种图形：
有些我们习以为常的行为，也可以拆解成一定的步骤。比如当我们在淘宝剁手的时候，粗糙的流程图是长这样的：
现在请你来思考一下，对于“煮饭”这件事，一个简单的流程图可以怎么画？
流程图画出来之后，可以帮助我们梳理代码逻辑，逐步实现。
比如我们想写一个根据圆的半径（R）来求面积（S）和周长（L）的代码，可以画出以下的流程图：
那就来吧，写写看：
# 定义变量
pi = 3.14
# 按流程图中的步骤写代码
print('欢迎使用圆的面积和周长计算程序。')
R = float(input('请输入圆的半径:'))
S = pi*R*R
L = 2*pi*R
print('圆的面积是：' + str(S) + '\n' + '圆的周长是：' + str(L))
可以看到，代码都是按照流程图中的步骤写出的。
顺序结构，很简单，我们就讲到这里。
1.2 条件结构
接下来，我们继续学习“条件结构”。
“条件结构”主要是为了展现，在不同的条件下如何按不同的逻辑行事。
在这里，我们要补充一个图形，当流程图中遇到需要判断条件的节点时，需要用“菱形”表示。
说起“条件结构”，我就想起了一个“黑”程序员的笑话：
其实，妻子表达的意思，用流程图画出来是这样：
但是，程序员丈夫把妻子的意思理解错了，所以闹出了笑话。
他到底是哪儿弄错了呢？
同样地，写有条件判断结构的代码时也能用流程图帮我们梳理逻辑。
例如你想写一个【求绝对值】的程序，将正数负数都转化为正数。
----- 代码实现效果 -----
输入：5
输出：5
输入：-2
输出：2
输入：-101.22
输出；101.22
这里有一个条件判断，即根据输入的数是正数还是负数会有不同的操作，那么把流程图画出来就是：
你能写出这段流程图的代码么？
print('欢迎使用绝对值计算程序。')
R = float(input('请输入数字:'))
if R>=0:
S = R
elif R<0: # 这里可以用“else:”代替“elif R<0:”
S = -R
print('所求绝对值是：' + str(S))
不难，但是用流程图写代码，真的非常清晰，对吧？好啦，条件结构就讲到这儿啦。
1.3 循环结构
最后一种循环结构，是用来描述在指定情况下，按某种重复的逻辑行事。
在前面“共享单车”的流程图案例中，就有一个循环结构：
以淘宝购物为例，在最后提交订单的时候，也有一个循环结构：
你发现了第二个循环结构和第一个循环结构的不同之处么？
第二个循环结构比第一个多了一处菱形，用来负责“条件判断”，当条件为“不成功”时则继续循环。
现在，三种循环结构你都了解了吧，我们来做一个综合练习巩固一下。请把以下的逻辑，用流程图的形式表现出来。
摩拜单车使用逻辑：
1. 先要注册、交押金并充值
2. 找到摩拜单车，用手机扫码解锁单车，然后开始计费
3. 有时候车是坏的，手机会提示：“此车需要维修，请换一辆车”，这种情况不会进入计费，需要换一辆车再扫码
4. 到目的地后锁车，可以选择余额支付、微信支付、支付宝支付
5. 支付的时候如果余额不足会失败，需要更换其他支付方式。
比如这样：
到这里，三种结构的流程图我们就学完了，我们再来总结一下流程图的图形结构：
有意识地使用流程图，可以锻炼我们的逻辑思维能力，也可以让我们在敲代码前整理思路，有一个明确清晰的指引。
学完流程图后，我们就可以尝试设计产品了。
2. 产品设计
B选项更加可靠。从生活中找到可以用编程解决的问题，再想办法解决，是提高编程实战能力的关键。
对于A选项，积累编程能力很重要，但编程知识范围和体量巨大。如果只从积累编程能力出发，不从生活经验和实际想要解决的问题出发，会让你难以抓住学习重点。建议在积累知识的同时也积累一些对生活经验的思考。
和B选项类似的是，真实世界中的“编程”，与两种角色最为相关——产品经理和程序员。
产品经理负责告诉程序员，要做一个怎样的产品，程序员接到需求后，会制作技术方案，实现代码，最终制作出产品经理所描述的产品。
像这样，产品经理把产品任务提交给程序员的过程，在互联网公司称为【提需求】。就像你去一家餐厅点餐一样，点了菜，大厨给你制作菜品。你给大厨下单的过程就是【提需求】。
如果我们想设计出服务于自己的程序，就需要自己“做自己的产品经理”，兼顾产品经理和程序员两种身份，自己给自己【提需求】。
那我们到底应该如何发现需求，如何提出需求呢？
2.1 如何提需求
要想提出需求，我们首先要学会留意生活和工作中，哪些地方不方便、不爽、存在障碍，也就是我们常说的“痛点”。
根据大家现在的技能水平，有两种需求最值得关注：
我们在平时的工作和生活中都可以尝试思考，是否有“重复性劳动”可以被程序替代？是否能够“制作工具”帮我们解决问题？
我们都知道，编程能够解决重复性劳动。因此，只要我们对“重复性劳动”格外关注，就很容易提出需求：
另一类需求来源是“制作工具解决问题”。有时候，我们可以通过技术手段制作一些实用的工具，提升效率。
到这里，可能有同学会觉得：站着说话不腰疼，提需求容易，但我们只学完了基础语法课，我真的做得出来么？
的确，许多需求完成起来还比较困难。但你应该先记录下来，即使是你现在一时间还无法解决的需求。
记录需求的好处是“建立明确的编程目标”。以实现这些需求为目标，你可以很清晰地感受到自己编程能力的成长，有朝一日你实现自己需求，制作出完整产品的时候，一定会开心得像个两百斤的孩子。
这里，我推荐大家用一张表格做记录：
记录需求的习惯，本质上也可以锻炼我们提需求的能力。此刻，有句话想送给你：
无可否认的是，即使是2020年了，目前我们的劳动状态中，依然有太多重复、单调、无聊的时刻，就连看似光鲜的“脑力劳动”中亦是如此，我们以社畜自嘲，千百次叩问工作的意义为何。
这种强烈的厌倦感可能浮现在你一行行地复制、粘贴、比对数据；一遍遍地用相同的话术去处理客户重复的问题；一次次地费劲地想着这周的工作报告如何写得和上周的不太一样……
但是我想与大家共勉的是，不要对重复性工作习以为常，毕竟，编程存在的目的就是解决人类的问题，不能提升人类社会的效率和幸福感的技术手段都是耍流氓。
不要自我安慰说“反正大家都是这么过来的”，也不要对无奈的生活习以为常，暗自认定“我没有办法解决这个问题”。
程序员可能是世界上最善于解决问题的一群人，相信已入门编程的你，也慢慢会有这种直面问题、解决问题的底气和精神。
2.2 如何设计解决方案
提完需求的下一步，就是设计解决方案。也就是说，我们要设计编程思路，解决之前提出的需求。
设计编程思路解决需求，其实和“求解编程问题”类似。还记得我们之前的求解编程问题的5个步骤吗？
“为需求设计解决方案”其实就是另一种形式的“解编程题”，它们都需要明确目标、思考需要用到的知识、思考切入点、尝试一步步解决。
不过，“为需求设计解决方案”往往比“解编程题”更加复杂，也更加接近生活。为了让我们的思考过程更有结构，在这里我们需要用前面新学到的【流程图】。
第0关我给大家讲过一个小案例：我们公司的行政小姐姐，每个月都需要统计考勤，计算大家的迟到时长和迟到次数。但是这件事枯燥无味，显然是一个重复性劳动。
她要处理的考勤表长这样子：
所以，这里就产生了一个需求：
拿到这个需求，我们就可以制作第一张流程图，拆解、分析这项重复性工作是如何进行的：
在这里，使用流程图分析，可以让自己清晰地看到整个工作过程。这有助于我们接下来思考问题：哪些工作可以被程序替代？
我们知道，程序可以很容易地读写文件、处理信息（比如做计算），所以，在这个案例中，标黄的都可以比较方便地利用程序完成：
我们知道了要用程序去替代这些繁琐的步骤，接下来的任务就是【写出代码逻辑】。
首先我们可以优化一下流程图。比如标记颜色是为了方便人完成工作，机器并不需要这个步骤，用字典存储数据即可。
制作出“改良版流程图”后，我们就可以开始下一步：求解编程问题的5个步骤。
尝试实现代码的过程，是对我们已学知识的检验。但无可避免地会遇到一些卡点：
有些问题是以现有知识还无法解决的，这时需要我们根据需求自学、补充相应知识，我们可以把这些新知识当成进阶之路上的一个小目标，朝着它前进。
比如对于问题1和2，需要我们去自学新的模块（如openpyxl）。当然，自学总会有坑，未来我们会出一门《自动化办公》的课程，提高你的学习效率。
在解决问题的过程中，你又会产生新的问题，但这都不要紧。相信我，你的编程能力就是在这一轮轮的循环中不断精进。
由于实现这个项目还需要讲解许多新知识，课堂上篇幅有限，老师在此就不做展开，主要感受一下制作“产品”的整体思路即可。
在下一关的最后一个实操项目，我会带着大家实现我司另外一个小姐姐——你很熟悉的助教酱酱自己做出来的的一个程序，主要运用到的是我们之前学过的知识，也算是作为对这门课的一个综合复习。
那么，用流程图总结一下刚刚我们谈论的这些内容，就可以得出产品设计的步骤了：
当然啦，这一关我们展示的【产品】看起来还非常简单，为了做出更高级，或者为更多人服务的程序，未来我们还需要学习更多技能，不断提升编程水平。
3. 习题练习
3.1 习题一
1.练习目标
我们会通过今天的作业，用代码解决生活中实际的一种需求：选择困难，需要帮忙。
2.练习要求
现今社会，每个人每天的生活都充满了各种各样的选择，导致许多人在选择面前纠结万分。
甚至，有不少人将“早饭吃什么？午饭吃什么？晚饭吃什么？”戏称为人生中的三大难题。
所以，我们今天的练习就会以“不知道吃什么”为例，让电脑来帮我们选，而我们只要做决策就好。
电脑推荐我们吃某种菜，我们拒绝后，它就继续推荐，直到我们满意为止。
3.根据生活经验，明确产品需求
为了让产品更好用，我们可以先分析一下问题，将产品需求（即功能）明确一下。
得出产品的三个功能：判断，随机推荐，特定选项中的随机推荐。
4.形成技术方案
明确了需求之后，我们就可以运用学过的知识来定技术方案，可得：
判断： 判断语句+input
随机推荐：random模块+循环+判断
特定选项的随机选项：列表添加+random模块+循环+判断
5.完成程序代码
请你独立在完成这个可称为“帮你做选择”的产品。
对了，你可以用今天学到的流程图帮自己梳理思路。
第一遍写代码时，可先不考虑函数或类，先让代码跑起来吧。
当然，写完之后。如果你发现有哪些可以优化的，也可大胆尝试。
# 帮你做选择之我要吃什么
import random
# 将需要用到的表格和变量放在开头
list_food = ['KFC', '蒸菜馆', '楼下快餐店', '桂林米粉', '东北饺子', '金牌猪脚饭', '三及第汤饭'] # 备选菜单，可自定义。
list_choice = []
# 由于两个原因都包含判断过程，所以，为了让代码更简洁，可将其封装成函数。
def choose(list):
while True:
food = random.choice(list)
judgement = input('去吃【%s】好不好啊？同意的话输入y，不想吃直接回车即可。'%(food))
if judgement == 'y':
print('去吃【%s】！就这么愉快地决定啦！'%(food))
break
# 判断环节
reason = int(input('你不知道吃什么的原因是：1.完全不知道吃什么；2.在几家店之间徘徊（请输入1或2）：'))
if reason == 1:
choose(list_food)
elif reason == 2:
add = True
while add:
choice = input('请输入让你犹豫的店名（注：一家一家输，完成后输入y）：')
if choice != 'y': # 这个判断语句，是为了不将 y 也添加到菜单里。
list_choice.append(choice)
if choice == 'y':
add = False
choose(list_choice)
else:
print('抱歉，目前还不支持第三种情况——不过，你可以加代码哦。')
3.2 习题二
1.练习目标
我们会通过今天的作业，用代码模拟一种现实中的场景：滚动的广告牌。
2.练习要求
实际生活中，有些广告牌是单行滚动的字体。
这个练习会通过新旧知识的结合，用Python实现对这种效果的模拟。
3.提出产品需求，形成技术方案
由于是练习，所以是没有让每个人根据自己的生活经验来提需求。
而是直接给定了产品需求：用Python代码模拟单行的滚动广告。
初步形成的技术方案是：print+字符串+循环+time模块（控制滚动速度）。
4.完成程序代码
为了让这种模拟和实际的更接近，补充一个模块中的方法。
请你试着运行右侧的代码，然后将其注释掉，再用代码完成对广告牌的模拟，广告词可以自己起。
对了，正常的滚动广告是无限循环的。不过，你可以在代码中设置循环次数，只要保证效果即可。
也可考虑将其封装成函数
import os, time
def main(): # 用函数封装，可复用性会高一些（可在其他的.py文件里调用该函数。）
content = '杨文博是一名运维 ' # 广告词可自定义。
for i in range(8):
# linux/os x系统【清除屏幕】代码（线上使用本代码）
os.system('clear') # 清屏和打印结合起来，形成滚动效果。
# windows系统【清除屏幕】代码
'''
os.system('cls')
'''
print(content)
content = content[1:] + content[0] # 这行代码相当于：将字符串中第一个元素移到了最后一个。
time.sleep(1) # 你可以改下时间，体会“循环周期”和“滚动速度”之间的关联。
if __name__ == '__main__': # 类里面学到的检测方法，在函数中其实也可以用。
main()