Что такое процесс отладки? (Плюс 8 стратегий, которые стоит попробовать)

8 июля 2021 г.

Отладка — это процедура устранения ошибок, которая позволяет группам разработчиков программного обеспечения и инженеров создавать функциональные компьютерные программы. Для команд важно научиться повышать эффективность процесса отладки, чтобы компании могли выпускать эффективный продукт для клиентов. Узнав больше об этой теме, вы сможете определить метод, который лучше всего подходит для ваших усилий по программированию. В этой статье мы определяем, что такое отладка, приводим некоторые основные термины, объясняем важность отладки, описываем некоторые типы ошибок, с которыми вы можете столкнуться, и перечисляем восемь стратегий отладки, которые можно попробовать.

Что такое отладка?

Отладка — это процесс компьютерного программирования для поиска и устранения ошибок в программном обеспечении или веб-сайте, часто называемых «ошибками». Часто требуется комплексная процедура для определения причины возникновения ошибки и обеспечения бесперебойной работы программы для пользователей в будущем.

Разработчики программного обеспечения и инженеры часто отлаживают программы, используя цифровой инструмент для просмотра и редактирования языка кодирования, который содержит инструкции о том, как работает программа. Отладка позволяет им обращаться к отдельным частям кода, чтобы гарантировать, что каждая часть программы работает ожидаемым и оптимальным образом.

Вот несколько важных терминов, которые необходимо изучить для процесса отладки:

• Инструмент отладки: часто называемый отладчиком, он описывает программное обеспечение, которое позволяет точно определить область кода, где возникает ошибка, и внести необходимые корректировки.

• Исключение: это событие, которое изменяет ожидаемый поток кода программы. В некоторых случаях программа может обработать исключение и продолжить работу, но если исключение прерывает работу программы, вы обычно запускаете процесс отладки.

• Интерфейс прикладного программирования: этот инструмент, обычно называемый API, позволяет работать на разных языках программирования в одной программе. Например, интернет-API может позволить пользователю войти на веб-сайт, используя учетную запись другого пользователя.

• Компилятор: это программа, которая переводит язык программирования в пригодный для использования формат, что дает вам возможность отлаживать программу. Он может выявить некоторые ошибки в коде и предложить решения, но для их устранения может потребоваться инструмент отладки.

• Переменная: переменная относится к тому, как вы можете классифицировать память в коде программы. Вы можете расположить переменные в коде для выполнения различных действий, например, использовать одну для набора чисел, чтобы включить его в одну строку кода.

• Значение: это слово представляет конкретное имя, которое вы назначаете переменной после ее создания. Значением набора чисел может быть «информация о заработной плате».

• Функция: Функция описывает, как переменные преобразуются в действие в коде программы. Функции также позволяют программе работать так, как задумано разработчиками программного обеспечения и инженерами.

• Точка останова: Когда вы используете компилятор для выполнения программного кода, вы можете использовать точки останова, чтобы остановить выполнение кода в разделах, содержащих ранее обнаруженную ошибку. Люди обычно используют точки останова при исследовании исключения или аналогичного события в процессе отладки.

• Ввод: это слово относится к языку кодирования, который инструктирует программу выполнить определенное действие или функцию. Вы можете ввести язык кодирования в компилятор, чтобы увидеть, работает ли программа.

• Выходные данные: представляют собой закодированные данные, которые программа создает после ее выполнения с помощью компилятора, и обычно они отличаются от входных данных из-за того, как взаимодействуют функции в коде. Люди обычно отлаживают программу, чтобы выходные данные отражали ожидаемое расположение данных.

В чем важность отладки?

Отладка важна, потому что она позволяет инженерам и разработчикам программного обеспечения исправлять ошибки в программе до того, как она будет опубликована. Это дополнительный процесс к тестированию, который включает в себя изучение того, как ошибка влияет на программу в целом. Если вы изучите каждый раздел кода, вы сможете обнаружить, какие переменные и функции систематически корректировать. Отладка также может улучшить качество продукта, что может увеличить количество положительных отзывов, которые получает компания.

Типы ошибок для отладки

Вот несколько примеров распространенных ошибок, с которыми вы можете столкнуться при отладке, и способы их устранения:

Синтаксические ошибки

Синтаксические ошибки — это грамматические перерывы в строке кода. Например, дополнительная скобка или точка могут вызвать синтаксическую ошибку. Компилятор часто может распознать синтаксическую ошибку, а затем уведомить вас на отдельном экране сообщения о том, где она находится в коде, и как ее исправить с помощью инструмента отладки. Некоторые компиляторы также выделяют их при первой загрузке кода программы в систему.

Логические ошибки

Логические ошибки — это проблемы в алгоритмах кода. Они могут возникать, когда код программы выдает неожиданный результат или заставляет программу перестать работать. Например, добавление двух числовых переменных, когда вы намеревались их разделить, может вызвать логическую ошибку. Вы можете устранить логические ошибки, используя инструмент отладки, чтобы тщательно изучить переменную, вызывающую проблему, в строке данных.

Ошибки во время выполнения

Ошибки времени выполнения возникают, когда человек использует программу, и они обнаруживаются компьютером, выполняющим ее. Они все еще могут появляться после завершения начального процесса отладки, потому что компьютер может интерпретировать код программы неожиданным образом. Например, операционная система может форматировать код в определенной конфигурации, что делает его непригодным для использования. Чтобы устранить эти ошибки, важно убедиться, что операционная система имеет информацию, необходимую для правильного запуска программы.

Ошибки интерфейса

Ошибки интерфейса связаны с отключением в API, что означает, что один или оба языка кодирования в API вызывают эту ошибку. Например, у API могут быть определенные требования, которые присутствуют только в коде одной программы. Чтобы устранить ошибку интерфейса, сравните строки своего кода с другими. Убедитесь, что у вас есть записи о любых процессах отладки и тестирования, которые вы выполняли в прошлом, чтобы упростить этот шаг.

8 стратегий отладки

Рассмотрим следующий список из восьми стратегий отладки, которые стоит попробовать:

1. Запустите функцию отладки

Большинство инструментов отладки имеют определенную функцию, которая позволяет вам отлаживать участки кода, используя ваши собственные методы. Эта стратегия может быть особенно полезна, если код выдает неожиданные результаты, которые компилятор не может найти и устранить. Чтобы использовать режим отладки, определите правильные шаги в вашем конкретном программном обеспечении. Когда вы анализируете каждую ошибку и исследуете возможные решения, вы можете использовать точки останова, чтобы сосредоточиться на определенной области кода, чтобы определить, правильно ли вы ввели переменные и функции.

2. Используйте научный метод

Вы можете применить научный метод к процессу отладки, прежде чем вводить код в компилятор. Он включает в себя предположение, которое вы делаете на основе собранных данных, а затем разрабатываете и проводите тест, чтобы подтвердить или опровергнуть его. Эта стратегия может помочь вам упростить процесс отладки, поскольку вы можете повторять научный метод для каждого раздела кода. Рассмотрите возможность разработки четких утверждений для вашего предположения, чтобы вы могли создать простую процедуру тестирования. Например, вы можете написать:

Функция A имеет неверное значение true. Я считаю, что функция А не работает из-за логической ошибки. Я планирую удалить числовую переменную из кода программы, а затем выполнить код с помощью компилятора.

Если после этой проверки значение остается неверным, вы можете разработать другую гипотезу и провести повторную проверку.

3. Отладка после добавления нового кода

Когда вы закончите раздел кода, рассмотрите возможность его обработки с помощью компилятора и средства отладки, прежде чем добавлять новый раздел. Добавление разделов в эти приращения дает вам возможность быстрее выявлять ошибки, поскольку ошибка, скорее всего, находится в последнем разделе, который вы добавили. Это также помогает предотвратить появление одной ошибки в коде, которая позже приведет к возникновению нескольких других, что может сделать процесс отладки более точным и эффективным в целом.

4. Включите метод поиска с возвратом

Иногда одна область кода может вызвать ошибку в другой. Когда вы определяете область, содержащую ошибку, рассмотрите возможность анализа ее с самого начала до этого момента. Используйте выходную информацию, чтобы проверить значения переменных и определить первое место, где вы можете наблюдать неожиданный результат. Скорее всего, вы можете найти причину ошибки в разделе кода, который предшествует этому результату вывода, что дает вам информацию, необходимую для полной отладки.

5. Выполните метод бинарного поиска

Подобно предыдущей стратегии, метод бинарного поиска включает в себя разделение частей кода для упрощения процесса отладки. Это может быть особенно полезно, если причина ошибки находится в начале языка программирования, а фактическая ошибка ближе к концу. Подумайте о том, чтобы поставить точку останова в середине кода, а затем выполнить его, чтобы он остановился прямо в этой точке. Если компилятор обнаруживает похожие проблемы, то причина, скорее всего, связана с определенной областью в тестируемом разделе.

6. Классифицируйте различные типы ошибок

В некоторых процессах отладки вы можете найти похожие ошибки в разных разделах. Может быть полезно сгруппировать эти ошибки и пометить их в организационных целях. Вы также можете выбрать одну ошибку из каждой группы для процедуры отладки, которая может показать вам, как обращаться со всей группой. Эта стратегия позволяет отлаживать большую группу ошибок одним действием, повышая качество ваших усилий и повышая общую производительность.

7. Привлекайте статический анализ кода

Некоторые разработчики и инженеры предпочитают использовать процесс отладки вручную, прежде чем запускать его в компиляторе или отладчике. В статическом анализе вы используете определенный набор правил кодирования для построения оценок, а затем используете собранные данные для выявления ошибок. Эта стратегия может быть особенно полезна для тестирования нового кода, который вы собираетесь добавить.

Например, вы можете использовать анализ потока данных, чтобы выяснить причину ошибок или определить потенциальные области, в которых могут быть ошибки в будущем. Это метод, который инженеры-программисты могут использовать для анализа того, как значения переменных изменяются в процессе работы программы. Чтобы реализовать этот метод, вы часто используете граф потока управления (CFG), который иллюстрирует различные пути прохождения переменной по коду программы.

8. Попробуйте удаленную отладку

Удаленная отладка предполагает запуск программного кода на программном обеспечении отдельного компьютера. Эта стратегия может быть особенно полезна, если вам требуется средство отладки, которое находится на другом компьютере в другом месте. В зависимости от возможностей программного обеспечения вы можете одновременно отлаживать несколько файлов, максимально повышая общую производительность. Чтобы попробовать процесс удаленной отладки, вы можете синхронизировать компьютерную систему, которую вы в настоящее время используете для отладки, с другой, связав два сервера, а затем самостоятельно открыв программное обеспечение для отладки другой системы.