阅读代码时,在不同的文件中跳转,不同的函数又在文件中的不同行,要记忆调用的流程,不仅要记忆函数名、函数所在代码行、文件名,甚至对于结构复杂的项目,还要记忆不同的文件夹路径,如此多的记忆点,如此繁复的心智负担,对于只想梳理逻辑学习的我们,不得不说太难了。
常规的操作,就是准备好本地开发环境,然后切换到早期代码量较小的版本,然后根据自己的兴趣点,通过打断点或者命令行打印的方式来梳理逻辑。但是,对于较复杂的项目,逻辑结构一复杂,调用层次过深,在多个文件中不停跳转、调用,往往让人苦不堪言。
简单来说就是,复杂的嵌套关系,繁琐依赖结构,来回跳转几次后,就让人迷失在代码的汪洋之中,可我们的目的是想要尽快的理解核心机制啊!而可视化读代码就就能解决这个问题,如用Codemap1来阅读代码,会倍感轻松。
我们拿个例子对比看看,以Animated Drawings 2为例👇
普通阅读代码
安装正常后,按照文档说明,在本地运行,便能启动基础范例。

通常,我们会通过入口文件,在IDE中逐个文件或函数查看代码的具体实现机制。
比如 render.start('./examples/config/mvc/interactive_window_example.yaml') 这段代码,首先调用了配置文件interactive_window_example.yaml,然后通过 render 的 start 方法启动。
接着,我们会发现 interactive_window_example.yaml 又调用了 char_cfg.yaml、dab.yaml、fair1_ppf.yaml 文件,但各个文件的具体功能对于初学者的我们却无从得知。render.start 方法首先初始化了 cfg 实例,然后通过 cfg 中的具体配置,分别创建了 view、scene、controller 等实例,最后通过 controller.run() 启动。
在 controller.run 中首先执行了 self._prep_for_run_loop(),然后通过检测是否 self._is_run_over() 执行死循环,包括 self._start_run_loop_iteration()、self._update()、self._render()、self._tick()、self._handle_user_input()、self._finish_run_loop_iteration() 等更新算法,最后执行 self._cleanup_after_run_loop()。

而针对更具体的 self._prep_for_run_loop()、self._prep_for_run_loop() 等更新算法的实现机制,我们发现他们在 Controller 类中都是通过抽象方法 @abstractmethod 定义的,也就是说对于具体的执行流程,要查看具体执行的函数需要看在函数的运行流程中,具体是哪个 Controller 的子类被实例化了,那个子类实现的 self._prep_for_run_loop()、self._prep_for_run_loop() 等方法才是真实被执行的代码,因此,我们需要跳转到 render.py 文件中,查看 controller 的实例过程。

通过代码,我们发现controller的具体实现类是由 cfg.mode 决定,即当 config 中 mode 为 video_render 时,controller 为 VideoRenderController 的实例,当 mode 为 interactive 时,controller 为 InteractiveController 的实例。也就是说,具体执行的 self._prep_for_run_loop()、self._prep_for_run_loop() 等更新算法由 config 中的 mode 决定,当 mode 为 video_render 时,程序流中执行的就是 VideoRenderController 中的 self._prep_for_run_loop()、self._prep_for_run_loop(),否则就是 InteractiveController 中的 self._prep_for_run_loop()、self._prep_for_run_loop()。而具体的 mode 值,在 interactive_window_example.yaml 中,interactive_window_example.yaml 又依赖 char_cfg.yaml、dab.yaml、fair1_ppf.yaml,我们需要不停地在不同的文件夹中打开不同的文件,不停地查找、切换,才能验证这个最简单的范例究竟是怎么执行的。
为了这么简单的需求,我们不停地打开文件,不停地切换,对于初学者,大脑早就一团乱麻,不必要的思维负担已经消耗了绝大多数的脑力,而对于更重要的具体更新机制,却还一筹莫展。
可视化读代码
所谓可视化读代码,简单来说以图形或图形格式表示代码的过程,而不是传统的文本行,较为常见的就是依赖关系图,架构图和流程图等,但它们都需要另外生成,并不能直接展现。
而Codemap 摒弃了tab页的打开方式,通过平铺布局,以及连线、高亮、标注等一系列手段,辅助用户阅读源代码,告别了为了研究代码的执行机制,而不停切换文件,不断展开、折叠源代码的历史,为用户提供了一种可以清晰展示代码逻辑结构、添加高亮备注的方式。如下视频演示(Animated Drawings 在Codemap中的可视化分析过程)👇
单行的代码大家都认识,但是复杂的项目为什么就看不懂了呢?其中的关键在于阅读源代码的过程中,我们的大脑做了太多的无用功,在现有的IDE中需要记忆大量无关紧要的中间函数、路径,甚至所在代码的行数,而通过Codemap,我们能很好地解决这个问题。

1、回到上述问题,cfg.mode的具体取值影响了程序流,但在用户显式加载的配置文件interactive_window_example.yaml等中并没有mode配置项,着眼于程序示例1(蓝色标记),发现Config类会加载默认配置 mvc_base_cfg.yaml,在该文件中有配置项MODE: 'interactive',因此可以证实controller是InteractiveController的实例。
2、在程序示例2(蓝色标记)处,展示了controller.run()的执行步骤,但是具体的执行函数在Controller父类中都是抽象方法,具体的实现在子类InteractiveController中。
3、如图示例3(蓝色标记),InteractiveController会依次执行:
- _prep_for_run_loop:更新self.prev_time为当前时间
- _is_run_over:通过glfw.window_should_close(self.view.win)来判断是否需要执行以下循环
- _start_run_loop_iteration:调用self.view.clear_window(),实际是通过OpenGL清理窗口
- _update:通过平移、旋转、缩放矩阵相乘,求最新的矩阵
- _render:首先通过view._update_shaders_view_transform()等更新camera信息,然后调用scene.draw()渲染
- _tick:更新时间
- _handle_user_input:处理用户输入
- _finish_run_loop_iteration:交换缓存
- _cleanup_after_run_loop:执行清理程序
通过Codemap进行分析,我们已经大致地了解了Animated Drawings的启动流程,而且期间不会再因为不停地打开、切换文件,不停折叠代码、不停跳转而烦恼了,这次进行了分析,下次还能在今天的基础上继续研究。
通常,对于越复杂的项目,Codemap的效果越好,想象一下,你要打开几十个文件,每个文件里面都是你不熟悉的类和函数,对于他们之间的调用、依赖关系,如果纯用脑力,我相信你会爆炸的。
