или нам так покажется. А как узнать, что мы нашли последнюю ошибку? Мы не знаем. Последняя ошибка — это шутка программистов. Такой ошибки не существует. В большой программе никогда невозможно найти последнюю ошибку.
Кроме отладки, нам необходим систематический подход к поиску ошибок. Он называется
тестированием (testing) и рассматривается в разделе 7.3, упражнениях к главе 10 и в главе 26. В принципе тестирование — это выполнение программы с большим и систематически подобранным множеством входных данных и сравнение результатов с ожидаемыми. Выполнение программы с заданным множеством входных данных называют
тестовым вариантом (test case). Для реальных программ могут потребоваться миллионы тестовых вариантов. Тестирование не может быть ручным, когда программист набирает варианты тест за тестом, поэтому в последующих главах мы рассмотрим инструменты, необходимые для правильного тестирования.
Тем временем напомним, что тестирование основано на убеждении, что поиск ошибок выполняется правильно. Рассмотрим пример.
Точка зрения 1. Я умнее любой программы! Я могу взломать код @#$%^!
Точка зрения 2. Я вылизывал эту программу две недели. Она идеальна!
Как вы думаете, кто из этих двух программистов найдет больше ошибок? Разумеется, наилучшим вариантом является опытный программист, придерживающийся первой точки зрения и спокойно, хладнокровно, терпеливо и систематически работающий над ошибками. Хорошие тестировщики на вес золота!
Мы стараемся систематически выбирать тестовые варианты и всегда проверять правильные и неправильные входные данные. Первый пример будет приведен в разделе 7.3.
Задание
Ниже приведены двадцать пять фрагментов кода. Каждый из них должен быть впоследствии вставлен в определенное место программы.
#include "std_lib_facilities.h"
int main()
try {
<< здесь будет ваш код >>
keep_window_open();
return 0;
}
catch (exception& e) {
cerr << "error: " << e.what() << 'n';
keep_window_open();
return 1;
}
catch (…) {
cerr << "Ой: неизвестное исключение !n";
keep_window_open();
return 2;
}
В некоторых из них есть ошибки, а в некоторых — нет. Ваша задача — найти и устранить все ошибки. Устранив эти ошибки, скомпилируйте программу, выполните ее и выведите на экран слово “Success!”. Даже если вы считаете, что нашли все ошибки, вставьте в программу исходный (неисправленный) вариант и протестируйте его; может быть, ваша догадка об ошибке была неверной или во фрагменте их несколько. Кроме того, одной из целей этого задания является анализ реакции компилятора на разные виды ошибок. Не набирайте эти фрагменты двадцать пять раз — для этого существует прием “copy–paste”. Не устраняйте проблемы, просто удаляя инструкции; исправляйте их, изменяя, добавляя или удаляя символы.
1. cout << "Success!n";
2. cout << "Success!n;
3. cout << "Success" << !n"
4. cout << success << endl;
5. string res = 7; vector<int> v(10); v[5] = res; cout << "Success!n";
6. vector<int> v(10); v(5) = 7; if (v(5)!=7) cout << "Success!n";
7. if (cond) cout << "Success!n"; else cout << "Fail!n";
8. bool c = false; if (c) cout << "Success!n"; else cout << "Fail!n";
9. string s = "ape"; boo c = "fool"<s; if (c) cout << "Success!n";
10. string s = "ape"; if (s=="fool") cout << "Success!n";
11. string s = "ape"; if (s=="fool") cout < "Success!n";
12. string s = "ape"; if (s+"fool") cout < "Success!n";
13. vector<char> v(5); for (int i=0; 0<v.size(); ++i);
cout << "Success!n";
14. vector<char> v(5); for (int i=0; i<=v.size(); ++i);
cout << "Success!n";
15. string s = "Success!n"; for (int i=0; i<6; ++i) cout << s[i];
16. if (true) then cout << "Success!n"; else cout << "Fail!n";
17. int x = 2000; char c = x; if (c==2000) cout << "Success!n";
18. string s = "Success!n"; for (int i=0; i<10; ++i) cout << s[i];
19. vector v(5); for (int i=0; i<=v.size(); ++i);
cout << "Success!n";
20. int i=0; int j = 9; while (i<10) ++j;
if (j<i) cout << "Success!n";
21. int x = 2; double d = 5/(x–2); if (d==2*x+0.5) cout << "Success!n";
22. string<char> s = "Success!n"; for (int i=0; i<=10; ++i) cout << s[i];
23. int i=0; while (i<10) ++j; if (j<i) cout << "Success!n";
24. int x = 4; double d = 5/(x–2); if (d=2*x+0.5) cout << "Success!n";
25. cin << "Success!n";
Контрольные вопросы
1. Назовите четыре основных вида ошибок и кратко опишите их.
2. Какие виды ошибок в студенческих программах можно проигнорировать?
3. Что должен гарантировать любой законченный проект?
4. Перечислите три подхода к исключению ошибок в программе и разработке правильного программного обеспечения.
5. Почему мы ненавидим отладку?
6. Что такое синтаксическая ошибка? Приведите пять примеров.
7. Что такое ошибка типа? Приведите пять примеров.
8. Что такое ошибка этапа редактирования связей? Приведите три примера.
9. Что такое логическая ошибка? Приведите три примера.
10. Перечислите четыре источника потенциальных ошибок, рассмотренных в тексте.
11. Как распознать разумные результаты? Какие методы используются для ответа на этот вопрос?
12. Сравните обработку ошибки во время выполнения программы в модуле, вызывающем функцию, и в самой функции.
13. Почему использование исключений лучше, чем возврат признака ошибки?
14. Как выполнить тестирование при последовательном вводе данных?
15. Опишите процесс генерирования и перехвата исключений.
16. Почему выражение v[v.size()] относительно вектора v порождает ошибку диапазона? Каким может быть результат такого вызова?
17. Дайте определение пред- и постусловия; приведите пример (который отличается от функции area() из этой главы), предпочтительно использовать вычисления, требующие применения цикла.
18. В каких ситуациях можно не проверять предусловие?
19. В каких ситуациях можно не проверять постусловие?
20. Назовите этапы отладки.
21. Чем комментарии могут помочь при отладке?
22. Чем тестирование отличается от отладки?
Термины
Упражнения
1. Выполните задание из раздела ПОПРОБУЙТЕ, если вы его еще не сделали.
2. Следующая программа вводит температуру по шкале Цельсия и преобразует ее в шкалу Кельвина. Этот код содержит много ошибок. Найдите ошибки, перечислите их и исправьте программу.
double ctok(double c) // преобразует шкалу Цельсия в шкалу Кельвина
{