2011下半年《軟件設(shè)計(jì)師》考點(diǎn)：排錯(cuò)的基本方法

　　排錯(cuò)(即調(diào)試)與成功的測(cè)試形影相隨。測(cè)試成功的標(biāo)志是發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤。根據(jù)錯(cuò)誤跡象確定錯(cuò)誤的原因和準(zhǔn)確位置，并加以改正的主要依靠排錯(cuò)技術(shù)。

　　1.排錯(cuò)過(guò)程

　　如下圖所示，排錯(cuò)過(guò)程開(kāi)始于一個(gè)測(cè)試用例的執(zhí)行，若測(cè)試結(jié)果與期望結(jié)果有出入，即出現(xiàn)了錯(cuò)誤征兆，排錯(cuò)過(guò)程首先要找出錯(cuò)誤原因，然后對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行修正。因此排錯(cuò)過(guò)程有兩種可能，一是找到了錯(cuò)誤原因并糾正了錯(cuò)誤，另一種可能是錯(cuò)誤原因不明，排錯(cuò)人員只得做某種推測(cè)，然后再設(shè)計(jì)測(cè)試用例證實(shí)這種推測(cè)，若一次推測(cè)失敗，再做第二次推測(cè)，直到發(fā)現(xiàn)并糾正了錯(cuò)誤。

　　排錯(cuò)是一個(gè)相當(dāng)艱苦的過(guò)程，究其原因除了開(kāi)發(fā)人員心理方面的障礙外，還因?yàn)殡[藏在程序中的錯(cuò)誤具有下列特殊的性質(zhì)：

　　(1)錯(cuò)誤的外部征兆遠(yuǎn)離引起錯(cuò)誤的內(nèi)部原因，對(duì)于高度耦合的程序結(jié)構(gòu)此類現(xiàn)象更為嚴(yán)重;

　　(2)糾正一個(gè)錯(cuò)誤造成了另一錯(cuò)誤現(xiàn)象(暫時(shí))的消失;

　　(3)某些錯(cuò)誤征兆只是假象;

　　(4)因操作人員一時(shí)疏忽造成的某些錯(cuò)誤征兆不易追蹤;

　　(5)錯(cuò)誤是由于風(fēng)時(shí)而不是程序引起的;

　　(6)輸入條件難以精確地再構(gòu)造(例如，某些實(shí)時(shí)應(yīng)用的輸入次序不確定);

　　(7)錯(cuò)誤征兆時(shí)有時(shí)無(wú)，此現(xiàn)象對(duì)嵌入式系統(tǒng)尤其普遍;

　　(8)錯(cuò)誤是由于把任務(wù)分布在若干臺(tái)不同處理機(jī)上運(yùn)行而造成的。

　　在軟件排錯(cuò)過(guò)程中，可能遇到大大小小、形形色色的問(wèn)題，隨著問(wèn)題的增多，排錯(cuò)人員的壓力也隨之增大，過(guò)分地緊張致使開(kāi)發(fā)人員在排除一個(gè)問(wèn)題的同時(shí)又引入更多的新問(wèn)題。

　　盡管排錯(cuò)不是一門好學(xué)的技術(shù)(有時(shí)人們更愿意稱之為藝術(shù))，但還是有若干行之有效的方法和策略，下面介紹幾種排錯(cuò)方法。

　　2.排錯(cuò)方法

　　無(wú)論采用哪種排錯(cuò)方法，目標(biāo)只有一個(gè)，即發(fā)現(xiàn)并排除引起錯(cuò)誤的原因，這要求排錯(cuò)人員能把直觀想象與系統(tǒng)評(píng)估很好的結(jié)合起來(lái)。

　　常用的排錯(cuò)策略分為三類：

　　① 原始類(brute force)

　　② 回溯類(backtracking)

　　③ 排除類(cause eliminations)

　　原始類排錯(cuò)方法是最常用也是最低效的方法，只有在萬(wàn)般無(wú)奈的情況下才使用它，主要思想是“通過(guò)計(jì)算機(jī)找錯(cuò)”。例如輸出存儲(chǔ)器、寄存器的內(nèi)容，在程序安排若干輸出語(yǔ)句等，憑借大量的現(xiàn)場(chǎng)信息，從中找到出錯(cuò)的線索，雖然最終也能成功，但難免要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。

　　回溯法能成功地用于程序的排錯(cuò)。方法是從出現(xiàn)錯(cuò)誤征兆處開(kāi)始，人工地沿控制流程往回追蹤，直至發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)的根源，不幸的是程序變大后，可能的回溯路線顯著增加，以致人工進(jìn)行完全回溯到望而不可及。

　　排除法基于歸納和演繹原理，采用“分治”的概念，首先懼與錯(cuò)誤出現(xiàn)有關(guān)有所有數(shù)據(jù)，假想一個(gè)錯(cuò)誤原因，用這些數(shù)據(jù)證明或反駁它;或者一次列出所有可能的原因，通過(guò)測(cè)試一一排除。只要某次測(cè)試結(jié)果說(shuō)明某種假設(shè)已呈現(xiàn)倪端，則立即精化數(shù)據(jù)，乘勝追擊。

　　上述每一類方法均可輔以排錯(cuò)工具。目前，調(diào)試編譯器、動(dòng)態(tài)調(diào)試器(“追蹤器”)、測(cè)試用例自動(dòng)生成器、存儲(chǔ)器映象及交叉訪問(wèn)示圖等到一系列工具已廣為使用。然而，無(wú)論什么工具也替代不了一個(gè)開(kāi)發(fā)人員在對(duì)完整的設(shè)計(jì)文檔和清晰的源代碼進(jìn)行認(rèn)真審閱和推敲之后所起的作用。此外，不應(yīng)荒廢排錯(cuò)過(guò)程中最有價(jià)值的一個(gè)資源，那就是開(kāi)發(fā)小組中其他成員的評(píng)價(jià)和忠告，正所謂“當(dāng)事者迷，旁觀者清”。

　　前面多次提到，修改一處老問(wèn)題可能引入幾處新問(wèn)題，有時(shí)程序越改越亂，但若能做到每次糾錯(cuò)前都捫心自問(wèn)三個(gè)問(wèn)題，情況將大為改觀：

　�、� 導(dǎo)致這個(gè)錯(cuò)誤的原因在程序其他部分還可能存在嗎?

　　② 本次修改可能對(duì)程序中相關(guān)的邏輯和數(shù)據(jù)造成什么影響?引起什么問(wèn)題?

　　③ 上次遇到的類似問(wèn)題是如何排除的?

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