Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 [175] 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294

Даже если ошибка поначалу кажется не вашей, в ваших интересах полагать, что справедливо обратное. Это предположение помогает в отладке. Ожидаемый дефект обнаружить в коде трудно; если вы полагаете, что ошибок в вашем коде нет, найти их еще труднее. Допуская вероятность того, что ошибка является вашей, вы будете вызывать большее доверие. Если вы утверждаете, что ошибся кто-то другой, ваши коллеги подумают, что вы тщательно проверили свой код. Предполагая, что виновником проблемы являетесь вы сами, вы сможете избежать неловких ситуаций, связанных с публичным признанием вины, которую вы первоначально отвергали.

23.2. Поиск дефекта

Отладка включает поиск дефекта и его исправление. Поиск дефекта и его понимание обычно составляют 90% работы.

К счастью, существуют более эффективный подход к отладке, чем гадание, и, чтобы его применить, совсем не нужно заключать договор с Дьяволом. Отладка программы, основанная на размышлении о проблеме, гораздо эффективнее и интереснее, чем отладка с использованием глаз тритона и помета летучей мыши.

Допустим, вам нужно раскрыть тайну убийства. Что оказалось бы интереснее: обойти дома всех жителей района, проверяя их алиби, или найти несколько улик и, опираясь на них, установить убийцу? Большинство людей предпочло бы второй вариант, поэтому вполне логично, что и у программистов большей популярностью пользуется интеллектуальный подход к отладке. Лучшие программисты, отлаживающие программы в двадцать раз быстрее, чем их менее квалифицированные коллеги, не гадают, как исправить дефекты. Они используют научный метод - основательный процесс анализа и доказательства.

Научный метод отладки

Классический научный метод включает следующие этапы.

1. Сбор данных при помощи повторяющихся экспериментов.

2. Формулирование гипотезы, объясняющей релевантные данные.

3. Разработка эксперимента, призванного подтвердить или опровергнуть гипотезу.

4. Подтверждение или опровержение гипотезы.

5. Повторение процесса в случае надобности.

Научный метод имеет много аналогов, используемых при отладке. Ниже описан эффективный метод поиска дефекта.

1. Стабилизация ошибки.

2. Определение источника ошибки.

a. Сбор данных, приводящих к дефекту.

b. Анализ собранных данных и формулирование гипотезы, объясняющей дефект.

c. Определение способа подтверждения или опровержения гипотезы, основанного или на тестировании программы, или на изучении кода.



d Подтверждение или опровержение гипотезы при помощи процедуры, определенной в п. 2(c).

3. Исправление дефекта.

4. Тестирование исправления.

5. Поиск похожих ошибок.

Первый этап этого процесса аналогичен первому этапу научного метода в том смысле, что оба они основаны на повторяемости. Диагностика дефекта облегчается, если его стабилизировать, т. е. обеспечить его надежное возникновение. Второй этап основан на этапах научного метода. Вы собираете тестовые данные, приводящие к проявлению дефекта, анализируете эти данные и формулируете гипотезу об источнике ошибки. Затем вы проектируете тест или инспекцию и оцениваете гипотезу, после чего празднуете успех (если гипотеза подтверждается) или начинаете поиск источника ошибки сначала. Подтвердив гипотезу, вы исправляете дефект, тестируете исправление и ищете в коде похожие ошибки.

Рассмотрим все эти этапы на примере. Допустим, вы столкнулись с несистематической ошибкой в программе, которая работает с базой данных о сотрудниках. Программа должна печатать список сотрудников в алфавитном порядке и суммы подоходного налога, вычитаемые из зарплаты каждого сотрудника, но при запуске программы выводится:

Formatting, Fred Freeform $5,877 Global, Gary $1,666

Modula, Mildred $10,788

Many-Loop, Mavis $8,889

Statement, Sue Switch $4,000

Whileloop, Wendy $7,860

Как видите, список содержит ошибку: записи сотрудников Many-Loopy Mavis и Modula, Mildred выведены в неверном порядке.

Стабилизация ошибки

Если дефект проявляется не всегда, его почти невозможно диагностировать. Перевод несистематического дефекта в разряд предсказуемых - один из самых сложных аспектов отладки.

(рэнршная tmmM О Ыт- Непредсказуемые ошибки обычно связаны с инициализаци-штыттпшшшщть- й, расчетом времени или зависшими указателями. Если лей см. раздоя 13.2. сумма иногда вычисляется правильно, а иногда неправиль-

но, это, вероятно, объясняется тем, что одна из переменных не инициализируется и просто получает в большинстве случаев нулевое значение. Если вы столкнулись со странной непредсказуемой проблемой при работе с указателями, почти наверняка ее причина - неинициализированный указатель или использование указателя после освобождения соответствующей ему области памяти.

Стабилизация ошибки обычно не ограничивается нахождением теста, приводящего к ошибке. Она предполагает упрощение теста до тех пор, пока не будет получен самый простой тест, все еще приводящий к ошибке. Иначе говоря, тест следует сделать таким простым, чтобы изменение любого его аспекта изменяло



поведение ошибки. Затем, тщательно изменяя тест и наблюдая за поведением программы в контролируемых условиях, вы можете диагностировать проблему Если в вашей организации есть независимая группа тестирования, упрощение тестов иногда можно поручить ей, но в большинстве случаев это ваша работа.

Для упрощения теста также следует использовать научный метод. Допустим, вы определили 10 факторов, комбинация которых приводит к ошибке. Сформулируйте гипотезу о том, какие факторы нерелевантны для возникновения ошибки. Измените эти факторы и выполните тест еще раз. Если ошибка никуда не исчезает, вы можете упростить тест, исключив эти факторы. Затем вы можете попробовать сделать тест еще проще. Если ошибка больше не возникает, значит, вы опровергли конкретную гипотезу и получили дополнительные сведения о проблеме. Возможно, другие изменения все еще будут приводить к ошибке, но теперь вы хотя бы знаете одно конкретное изменение, после внесения которого ошибка исчезает.

В нашем случае при первом запуске программы зятисъ Many-Loop, Mavis выводится в списке после Modula, Mildred. Однако при втором запуске записи выводятся в правильном порядке:

Formatting, Fred Freeform $5,877 Global, Gary $1,666

Many-Loop, Mavis $8,889

Modula, Mildred $10,788

Statement, Sue Switch $4,000

Whileloop, Wendy $7,860

После ввода записи Fruit-Loop, Frita, которая появляется в неверной позиции, вы вспоминаете, что зятисъ Modula, Mildred также была введена непосредственно перед отображением некорректного списка. Что необычно в этих случаях, так это то, что записи были введены по отдельности. Как правило, данные вводятся сразу для нескольких сотрудников.

Итак, можно предположить, что проблема как-то связана с вводом одной новой записи. Если это так, то при следующем запуске программы запись Fruit-Loop, Frita должна занять правильное место. Ну-ка, проверим:

Formatting, Fred Freeform $5,877 Fruit-Loop, Frita $5,771

Global, Gary $1,666

Many-Loop, Mavis $8,889

Modula, Mildred $10,788

Statement, Sue Switch $4,000

Whileloop, Wendy $7,860

Правильная сортировка списка соответствует выдвинутой гипотезе. И все же для ее окончательного подтверждения следует добавить несколько новых записей по одной за раз и посмотреть, выводятся ли они в неверном порядке при первом запуске программы и изменяется ли их порядок при втором.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 [175] 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294



0.0029