第二十三章 调试

调试时确定错误根本原因并纠正此错误的过程。

调试概述

让你有所收获的软件缺陷

• 理解你正在编写的程序；
• 明确你犯了哪种类型的错误；
• 从代码的阅读者的角度分析代码质量；
• 审视自己解决问题的方法；
• 审视自己修正缺陷的方法；

寻找缺陷

科学的调试方法在运用经典的科学调试方法时，你会经历如下步骤：

1. 通过可重复的试验收集数据；
2. 根据相关数据的统计构造一个假说；
3. 设计一个实验来证明或反证则会个假说；
4. 证明或反正假说；
5. 根据需要重复上面的步骤。

寻找缺陷的有效方法：

1. 将错误状态稳定下来；
2. 确定错误的来源；
   • 收集产生缺陷的相关数据；
   • 分析所收集的数据，并构造对缺陷的假设；
   • 确定怎样去验证或证伪这个假设，可以对程序进行测试或是通过检查代码；
   • 按照上一步确定的方法对假设做出最终结论；
3. 修补缺陷；
4. 对所修补的地方进行测试；
5. 查找是否还有类似的错误。

寻找缺陷的一些小建议

• 在钩爪假设时考虑所有的可用数据；
• 提炼产生错误的测试用例；
• 在自己的单元测试族中测试代码；
• 利用可用的工具；
• 采用多种不同的方法重现错误；
• 用更多的数据生成更多的假设；
• 利用否定性测试用例的结果；
• 对可能的假设尝试头脑风暴；
• 在桌上放一个记事本，把需要尝试的事情逐条列出；
• 缩小嫌疑代码的范围；
• 对之前出现过缺陷的类和子程序保持警惕；
• 检查最近修改过的代码；
• 扩展嫌疑代码的范围；
• 增量式集成；
• 检查常见缺陷；
• 同其他人讨论问题；
• 抛开问题，休息一下。

修正缺陷

• 在动手之前要理解问题；
• 理解程序本身，而不仅仅时问题；
• 验证对错误的分析；
• 放松一下；
• 保存最初的原代码；
• 治本，而不是治标；
• 修改代码时一定要有恰当的理由；
• 一次只做一个改动；
• 检查自己的改动；
• 增加能暴露问题的单元测试；
• 搜索类似的缺陷。

调试中的心理因素

调试工具

• 源代码比较工具；
• 编译器警告信息；
• 增强的语法检查和逻辑检查；
• 执行性能剖测器；
• 测试框架；
• 调试器；

核对表：关于调试的建议

寻找缺陷的方法

• 使用所有可用数据来构造你的假设；
• 不断提炼产生错误的测试用例；
• 在自己的单元测试族中测试代码；
• 借助可以获得的任何测试工具；
• 用不同的方式重现错误；
• 通过产生更多的数据来构造更多的假设；
• 利用证伪假设的测试结果；
• 用头脑风暴的方式找出所有可能的假设；
• 在桌上放一个记事本，把需要尝试的事情列出来；
• 缩小被怀疑有问题的代码区域；
• 对之前出现过问题的类和子程序保持警惕；
• 检查最近修改过的代码；
• 扩展被怀疑有问题的代码区域；
• 采用增量集成；
• 检查常见的缺陷；
• 和其他人一起讨论你的问题；
• 抛开问题休息一下；
• 在使用快速肮脏调试法的时候，要设置一个时间上限；
• 列出所有的蛮力调试方法，逐条应用。

解决语法错误的方法

• 不要太信任编译器信息中给出的行号；
• 不要太信任编译器信息；
• 不要太信任编译器给出的第二条错误信息；
• 分而治之，各个击破；
• 使用具有语法分析功能的编辑器来找出位置错误的注释和引号。

修正缺陷的方法

• 在动手之前先理解程序；
• 理解整个程序而非具体问题；
• 验证对错误的分析；
• 放松一下；
• 保存最初的源代码；
• 治本，而非治标；
• 只有当理由充分的时候采取修改代码；
• 一次只做一个改动；
• 检查自己所作的修订；
• 添加单元测试来暴露代码中的缺陷；
• 找出类似的缺陷。

调试的一般方法

• 你是否会把调试看做时能让你更好地理解程序、错误代码质量和解决问题方法的良机？
• 你是否会避免采用随机尝试查找错误或迷信式的调试方法？
• 你是否假设错误是你自己造成的？
• 你是否使用了科学的方法来寻找缺陷？
• 你在寻找缺陷的时候会使用多种不同的方法吗？还是每次都是用相同的方法？
• 你会验证你的修改是否正确吗？
• 你在调试中使用编译器警告信息、执行性能分析、利用测试框架和交互式调试方法吗？

要点

• 测试同整个软件开发的成败息息相关；
• 要想成功，系统化地查找和改正错误的方法至关重要；
• 再动手解决问题之前，要理解问题的根本；
• 将编译器警告级别设置为最严格，把警告信息所报告的错误都改正；
• 调试工具对软件开发而言是强有力的支持手段。