Donald Knuth（高德纳）——现代算法分析先驱

在他出现之前，很多人写程序更像是在“凑机器能懂的指令”。只要能跑、能算、能把任务做出来，就已经很不容易了。可他关心的不是“程序能不能跑”，而是“程序为什么这样运行”，“它到底快不快”，“有没有更优雅的办法”。他把计算机科学从一门偏工程的手艺，推向了更严谨、更数学化、更可证明的方向。他就是Donald Knuth

唐纳德·克努特（Donald Ervin Knuth），1938年1月10日出生于美国密尔沃基，计算机科学家、数学家，斯坦福大学计算机科学荣誉退休教授 。1963年获加州理工学院数学博士学位，1974年获图灵奖，1979年被授予美国国家科学奖章。主要著作《计算机程序设计的艺术》被列为20世纪最重要的12本科学类专著之一，创造算法分析领域并首创双向链表、LR(k)文法等技术概念

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Donald Knuth，1938 年出生于美国。后来成为斯坦福大学教授，也是计算机科学领域最具影响力的学者之一。

如果说 Dennis Ritchie 教会了程序员如何编写程序，Margaret Hamilton教会了程序员如何构建可靠的软件，那 Donald Knuth 教会了程序员程序不仅要能运行，还要运行得更快、更优雅、更容易维护。

1968 年，Donald Knuth 开始写一本书。他原本以为，这书很快就能完成，没想到一写就是半个多世纪。它就是后来影响无数程序员的经典著作《计算机程序设计艺术》（The Art of Computer Programming）

这不是一本教你某种编程语言的教程，它更像一本关于程序设计思想和算法的百科全书。里面讨论的不只是“代码怎么写”，更重要的是：

为什么这样写更快？

为什么这种算法效率更高？

为什么这种数据结构更适合这个场景？

初次读完这书，会有一种豁然开朗的感觉，原来算法不是背模板，而是一整套严密的思考方法。

时至今日，这本书仍不能算完成，因为它依然在不断更新、修订。这大概是一本一辈子都读不完的书。

我们当下使用的地图导航、搜索引擎、短视频推荐、人工智能，背后都离不开算法的支撑。而 Donald Knuth 做的，就是让整个计算机行业开始更加系统地研究怎样让程序跑得更快、更高效。

虽然我们没法直观的看到它们，但正是这些不断优化的算法，让软件能够在极短时间内完成海量数据的处理，并把结果快速呈现给我们。

假设学校刚刚结束一次考试，有上万名学生。老师需要按照成绩从高到低生成一份排行榜。最直接的方法是把第一名找出来，再找第二名，再找第三名……或者不停地两两比较，把所有成绩一点一点排好。但随着学生越来越多，需要比较的次数也会急剧增加，处理速度会越来越慢。

于是，程序员开始研究有没有一种更聪明的方法？答案是有。他们设计出了各种不同的排序算法，有的适合数据量小的场景，有的擅长处理海量数据，有的能够充分利用计算机的内存和缓存，让原本需要很长时间完成的排序，在几秒钟甚至更短的时间内完成。

看起来，同样都是”把成绩排个序”。但不同算法之间，效率可能相差几十倍、几百倍，甚至更多。

Donald Knuth 还有一件让人津津乐道的趣事。他非常重视自己的书。如果读者发现书里有错误，并且告诉他，他会亲自寄出一张奖励支票。最初金额不大，后来他把金额改成了2 的幂，比如 2.56 、327.68 。

为什么是这样的数字？因为程序员最熟悉的，就是二进制。很多收到支票的人，最后都没有真的去兑现。因为这张带着 Donald Knuth 签名的支票，本身就已经是一份值得收藏的纪念品。在他看来，追求正确，比“差不多就行”重要得多。

Donald Knuth 没有发明操作系统，没有创造互联网，也没有设计一门今天人人都在用的编程语言。可他的影响，却几乎渗透进了每一个程序员的日常。今天我们打开地图，会希望它更快；浏览网页，会希望它更流畅；搜索商品，会希望它更精准；使用 AI，会希望它更高效。

Donald Knuth 真正改变的是整个行业对“好程序”的定义，程序不再只是“能运行”，还要更快，更省资源，更容易维护，更经得起时间考验。这种对代码质量和算法效率的追求，也逐渐成为现代软件开发最核心的理念之一。

Donald Knuth 曾说过一句被程序员反复引用的话：

“Premature optimization is the root of all evil.”

很多人把它翻译成：“过早优化是万恶之源。”

它真正想表达的，不是不要优化，而是不要在还没弄清真正瓶颈之前，就开始盲目优化。应该先把程序写对，再找到真正影响性能的地方，最后，有针对性地改进。这也是今天程序员依然遵循的原则。

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