5.8. Заключение

При правильном подходе отладка может превратиться в удоволь­ствие типа разгадывания головоломки. Впрочем, неважно, нравится нам это или нет, отладка является искусством, которое нам придется демон­стрировать регулярно. Было бы неплохо, если бы ошибок не возникало вовсе, поэтому мы с самого начала пытаемся избежать их, стараясь писать правильный код. Хорошо написанный код сразу содержит меньше оши­бок, а те, что все же имеются, гораздо легче обнаружить.

После того как вы увидите ошибку, первое, что нужно сделать, — по­нять, на что "намекает" эта ошибка. Откуда она могла взяться? Есть ли в ней что-нибудь знакомое? Не менялось ли что-нибудь в программе буквально только что? Есть ли какие-нибудь особенности у входных данных, которые привели к ошибке? Нескольких хорошо отобранных тестовых случаев и нескольких операторов печати в коде может быть достаточно.

Если четких намеков нет, все равно, хорошо подумать — лучший пер­вый шаг, за которым должны следовать систематические попытки ло­кализовать местонахождение проблемы. Одним из возможных шагов будет сокращение входных данных до минимальных размеров, при ко­торых программа все еще отказывается работать. Другой возможный шаг — удаление кода, чтобы устранить те его участки, что не связаны с проблемой. Можно добавить проверяющий код, который включается только через определенное количество шагов в программе, чтобы опять же попытаться локализовать проблему. Все эти шаги делаются в рамках одной стратегии "разделяй и властвуй", при отладке эффективной столь же, сколь в политике и войне.

Используйте другие вспомогательные средства. Объясните свой код кому-нибудь еще (хотя бы плюшевому медведю) — это восхитительно эффективно. Используйте отладчик, чтобы увидеть стек вызовов. Ис­пользуйте коммерческие средства обнаружения утечек памяти, наруше­ния границ массивов, подозрительного кода и т. п. Пройдитесь по про­грамме, если станет ясно, что вы не очень понимаете, как она работает.

Познайте себя и то, какие ошибки вы совершаете. После того как вы нашли и обнаружили ошибку, убедитесь, что вы устранили и другие по­добные ошибки. Подумайте о происшедшем, чтобы избежать повторе­ния той же самой ошибки.

Дополнительная литература

Много полезных советов по отладке содержится в книгах Стива Ма-гьюира "Создание надежного кода" (Steve Maguire. Writing Solid Code. Microsoft Press, 1993) и Стива Мак-Коннелла "Все о коде" (Steve McConnell. Code Complete. Microsoft Press, 1993).

6. Тестирование

В практике вычислений вручную или с помощью настольной машины надо

взять за правило проверять каждый шаг вычисления и, при нахождении

ошибки, локализовать ее, повторив процесс в обратном порядке с той точ­ки,

где ошибка была обнаружена впервые.

Норберт Винер. Кибернетика

Тестирование и отладка часто упоминаются вместе, однако это две разные вещи. Сильно упрощая, можно сказать, что отладкой называется то, что вы делаете, когда знаете, что программа не работает. Тестирова­ние же — это последовательные, систематические попытки добиться ошибки от программы, которая считается работающей.

Эдсгеру Дейкстре (Edsger Dijkstra) принадлежит известное высказывание о том, что тестирование может показать лишь наличие ошибок, но не их отсутствие. Он надеется на то, что создатели программ смогут писать их корректно, то есть без ошибок вообще, и, следовательно, в тестировании не будет никакой необходимости. Это, конечно, отличная цель, в и к ее достижению стоит стремиться, но для настоящих (коммерческих) программ это пока нереально. Так что в данной главе мы остановимся на том, как тестировать программы с целью находить ошибки быстро, рационально и эффективно.

Задумываться о потенциальных проблемах вашего кода полезно всегда. Систематическое тестирование, от простейших до самых хитроумных тестов, позволит удостовериться в том, что программа является корректной с самого начала и остается таковой по мере усовершенствования. Автоматизация позволяет во многом избежать нудного ручного тестирования, заменив его экстенсивным автоматическим тестированием. Существует великое множество приемов и ухищрений, которым опыт научил программистов.

Один из способов написания кода, не содержащего ошибок, — генерировать его программно. Если некоторое задание на программирование понятно настолько, что работа по написанию кода кажется механичес­кой, ее следует механизировать. Так бывает, когда программу можно сгенерировать из спецификации, написанной на специализированном языке. Например, мы компилируем код на языке высокого уровня в ас­семблерный код, используем регулярные выражения для задания шаб­лонов текста, используем нотации типа SUM(A1: A50) для представления операций в некотором диапазоне ячеек электронной таблицы. В подоб­ных случаях при наличии корректного генератора или транслятора и корректной спецификации результирующая программа будет также корректна. Более детально эту обширную тему мы обсудим в главе 9, в этой же главе мы в общих чертах осветим способы создания тестов из компактных спецификаций.