Отладкойназывается процесс выявления природы ошибки программы и исправления ошибок, после того, как ошибки были обнаружены в процессе тестирования.
Из всех этапов проектирования логики программных модулей этап отладки является наименее формализованным. В нем выделяют две задачи:
n определение природы ошибки;
n исправление ошибки.
Решение первой из этих задач занимает около 95 % времени, затрачиваемых на отладку. Поэтому любые средства ускорения процесса определения местоположения ошибки в программ имеют важное значение.
Наиболее распространенными и наименее эффективными для отладки являются так называемые методы ‘грубой силы’. К ним относят:
n отладку с использованием дампа памяти;
n отладку с использованием операторов печати по всей программе;
n отладку с использованием автоматических средств.
Общей характеристикой методов ‘грубой силы’ является то, что они не требуют значительных умственных затрат и могут продолжаться бесконечно долго, если наряду с ними не применять более гибкие методы, к которым относятся:
n метод индукции;
n метод дедукции.
Название методов напоминают о криминалистике и не напрасно, ибо есть аналогия между этими методами и расследованием преступления.
Метод индукции включает:
1) определение данных тестирования, имеющих отношение к ошибке;
2) анализ от частного к общему позволит выявить закономерности в данных пункта 1);
3) в результате анализа (п.2) выдвигается гипотеза о причине ошибки;
4) для подтверждения гипотезы 3 разрабатывается один или больше тестов, которые должны либо подтвердить, либо опровергнуть гипотезу;
5) если дополнительные тесты подтверждают гипотезу, можно приступать к исправлению ошибки, а вот если не подтверждают, то требуется в лучшем случае возврат к п.3, а в худшем - к п.2.
Альтернативный метод дедукции заключается в:
1) перечисление возможных причин или гипотез:
2) использование данных тестирования для исключения некоторых возможных причин;
3) уточнение выбранной наиболее вероятной гипотезы, возможно с использованием дополнительных тестов:
4) доказательство выбранной гипотезы совпадает с п.4 и п.5 метода индукции.
Ветвление
Это конструкция языка программирования, обеспечивающая выполнение определённой команды (набора команд) только при условии истинности некоторого логического выражения, либо выполнение одной из нескольких команд (наборов команд) в зависимости от значения некоторого выражения.
Существует две основные формы условной инструкции, встречающиеся в реальных языках программирования: условный оператор (оператор if) и оператор многозначного выбора (переключатель, case, switch).
Условный оператор реализует выполнение определённых команд при условии, что некоторое логическое выражение (условие) принимает значение «истина» true. В большинстве языков программирования условный оператор начинается с ключевого слова if.
Встречаются следующие формы условного оператора:
Условный оператор с одной ветвью
if условие then команды end
При выполнении такого оператора вычисляется условие, и если оно истинно, то выполняются команды до ключевого слова end, в противном случае выполнение программы продолжается со следующей за условным оператором команды. В языках низкого уровня (ассемблерах) это — единственная доступная форма условного оператора. В некоторых языках для условного оператора с одной ветвью используется специальное ключевое слово (обычно это when).
Условный оператор с двумя ветвями
if условие then команды1 else команды2 end
Здесь при истинности условия выполняются команды1 при ложности — команды2. При необходимости проверить последовательно несколько условий возможно каскадирование условных операторов:
if условие1
then команды1
else if условие2 then команды2
else if условие3 then команды3
...
else if условиеN-1 then командыN-1
else командыN end;
В этом случае условия будут проверяться последовательно, и как только встретится истинное, будет выполнен соответствующий набор команд и исполнение перейдёт к команде, следующей за условным оператором. Если ни одно из условий не окажется истинным, выполняются командыN из ветви else.
Условный оператор с несколькими условиями
Вышеприведённая схема каскада условных операторов используется достаточно часто, поэтому ряд языков программирования содержит специальную конструкцию для неё, позволяющую записать множественное ветвление несколько компактнее и менее подверженную ошибкам написания:
if условие1 then команды1
else if условие2 then команды2
...
else командыN end;
порядок выполнения этого оператора в точности соответствует вышеприведённому каскаду простых операторов if-then-else.
Цикл
Цикл - это разновидность управляющей конструкции в высокоуровневых языках программирования, предназначенная для организации многократного исполнения набора инструкций.
Последовательность инструкций, предназначенная для многократного исполнения, называется телом цикла. Единичное выполнение тела цикла называется итерацией. Выражение определяющее, будет в очередной раз выполняться итерация, или цикл завершится, называется условием выхода или условием окончания цикла (либо условием продолжения в зависимости от того, как интерпретируется его истинность — как признак необходимости завершения или продолжения цикла). Переменная, хранящая текущий номер итерации, называется счётчиком итераций цикла или просто счётчиком цикла. Цикл не обязательно содержит счётчик, счётчик не обязан быть один — условие выхода из цикла может зависеть от нескольких изменяемых в цикле переменных, а может определяться внешними условиями (например, наступлением определённого времени), в последнем случае счётчик может вообще не понадобиться.
Исполнение любого цикла включает первоначальную инициализацию переменных цикла, проверку условия выхода, исполнение тела цикла и обновление переменной цикла на каждой итерации.
