Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

Страуструп Бьерн

} // Ой!

• Совпадает ли количество открывающих и закрывающих скобок?

if (a<=0 // Ой!

x = f(y);

Компилятор обычно сообщает об этих ошибках “поздно”; он просто не знает, что вы имели в виду, когда забыли поставить закрывающую скобку после нуля.

• Каждое ли имя объявлено?

• Включены ли все необходимые заголовочные файлы (например,

#include "std_lib_facilities.h"

)?

• Объявлено ли каждое имя до его использования?

•

Правильно ли набраны все имена?

int count; /* ... */ ++Count; // Ой!

char ch; /* ... */ Cin>>c; // Ой-ой!

• Поставлена ли точка с запятой после каждой инструкции?

x = sqrt(y)+2 // Ой!

z = x+3;

В упражнениях мы привели еще больше примеров таких ошибок. Кроме того, помните о классификации ошибок, указанной в разделе 5.2.

После того как программа скомпилирована, а ее связи отредактированы, наступает самый трудный этап, на котором необходимо понять, почему программа работает не так, как вы предполагали. Вы смотрите на результаты и пытаетесь понять, как ваша программа могла их вычислить. На самом деле чаще программисты смотрят на пустой экран и гадают, почему их программа ничего не вывела. Обычная проблема с консолью Windows заключается в том, что она исчезает, не дав вам шанса увидеть, что было выведено на экран (если что-то все-таки было выведено). Одно из решений этой проблемы — вызвать функцию

keep_window_open

из заголовочного файла

std_lib_facilities.h

в конце функции

main

. В таком случае программа попросит вас ввести что-нибудь перед выходом, и вы сможете просмотреть результаты ее работы до того, как окно закроется. В поисках ошибок тщательно проверьте инструкцию за инструкцией, начиная с того места, до которого, по вашему мнению, программа работала правильно. Встаньте на место компьютера, выполняющего вашу программу. Соответствует ли вывод вашим ожиданиям? Разумеется, нет, иначе вы не занимались бы отладкой.

• Часто, когда программист не видит проблемы, причина заключается в том, что вы видите не действительное, а желаемое. Рассмотрим пример.

for (int i = 0; i<=max; ++j) { // Ой! (Дважды)

for (int i=0; 0<max; ++i); // Выводим элементы вектора v

cout << "v[" << i << "]==" << v[i] << '\n';

Последний пример позаимствован из реальной программы, написанной опытным программистом (я подозреваю, что он писал этот фрагмент глубокой ночью).

• Часто, когда вы не видите проблемы, причина заключается в том, что между точкой, где программа еще работала правильно, и следующей точкой, где программа выдала неверный ответ, содержится слишком много инструкций (или выводится слишком мало информации). Большинство интегрированных сред программирования допускают пошаговую отладку программ. В конце концов, вы научитесь пользоваться этими возможностями, но при отладке простых программ достаточно расставить в нескольких местах дополнительные инструкции вывода (с помощью потока cerr). Рассмотрим пример.

int my_fct(int a, double d)

{

int res = 0;

cerr << "my_fct(" << a << "," << d << ")\n";

// ...какой-то

код...

cerr << "my_fct возвращает " << res << '\n';

return res;

}

• Вставьте инструкции для проверки инвариантов (т.е. условий, которые всегда должны выполняться; см. раздел 9.4.3) в подозрительные разделы.

Рассмотрим пример.

int my_complicated_function(int a, int b, int c)

// Аргументы являются положительными и a < b < c

{

if (!(0<a && a<b && b<c)) // ! значит НЕ, а && значит И

error("Неверные аргументы функции mcf");

// ...

}

• Если все сказанное не привело к успеху, вставьте инварианты в разделы программы, которые вы считаете правильными. Весьма вероятно, что вы найдете ошибку. Инструкция для проверки инвариантов называется

assert

.

Интересно, что существует несколько эффективных способов программирования. Разные люди совершенно по-разному программируют. Многие различия между методами отладки объясняются разнообразием программ, а другие проистекают из разных образов мышления. Следует знать, что наилучшего способа отладки не существует. Просто надо помнить, что запутанный код чаще содержит ошибки. Старайтесь писать программы просто и логично, форматируйте их, и вы сэкономите время за счет отладки.

5.10. Пред- и постусловия

Теперь вернемся к вопросу, как поступать к неправильными аргументами функции. Вызов функции — это наилучшая отправная точка, для того чтобы подумать о правильном коде и обработке ошибок: именно здесь происходит разделение вычислений на логические блоки. Рассмотрим следующий пример, уже показанный выше:

int my_complicated_function(int a, int b, int c)

// Аргументы являются положительными и a < b < c

{

if (!(0<a && a<b && b<c)) // ! значит НЕ, а && значит И

error("Неверные аргументы функции mcf");

// ...

}

Во-первых, в комментарии утверждается, какие аргументы ожидает функция, а затем происходит проверка этого условия (и генерирование исключения, если это условие нарушается). Это правильная стратегия. Требования, которые функция предъявляет к своим аргументам, часто называют предусловиями (pre-condition): они должны выполняться, чтобы функция работала правильно. Вопрос заключается в том, что делать, если предусловия нарушаются. У нас есть две возможности.