【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 調(diào)試。 代碼檢查與走查已經(jīng)廣泛運(yùn)用了很長(zhǎng)時(shí)間。我們認(rèn)為，它們的成功與本書第2章所述的一些原則有關(guān)。 在代碼走查中，一組開發(fā)人員（三至四人為最佳）對(duì)代碼進(jìn)行審核。參加者當(dāng)中只有一個(gè)人是程序編寫者。因此，軟件測(cè)試的主要工作是有其他人，而不是軟件編寫者本人來(lái)完成，這符合“軟件編寫者往往不能有效地測(cè)試自己編寫的軟件”的測(cè)試原則。 代碼檢查與走查是對(duì)過(guò)去桌面檢查過(guò)程（在提交測(cè)試前由程序員閱讀自己程序的過(guò)程）的改進(jìn)。與原方法相比，代碼檢查與走查更為有效，同樣是因?yàn)樵趯?shí)施過(guò)程中，除了軟件編寫者本人，還有其他人參與進(jìn)來(lái)。 菜嗎走查的另一個(gè)有點(diǎn)在于，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，通常就能在代碼中對(duì)其進(jìn)行精確定位，這就是降低了調(diào)試（錯(cuò)誤修改）的成本。另外，這個(gè)過(guò)程通常發(fā)現(xiàn)成批的錯(cuò)誤，這樣錯(cuò)誤就可以一同得到修改。而基于計(jì)算機(jī)的測(cè)試通常只能暴露出錯(cuò)誤的某個(gè)表征（程序不能停止，或打印出了一個(gè)無(wú)意義的結(jié)束），錯(cuò)誤通常是逐個(gè)地被發(fā)現(xiàn)并的得到糾正的。 在典型的程序中，這些方法通常會(huì)有效地查找出30%~70%的邏輯設(shè)計(jì)和編碼錯(cuò)誤。但是，這些方法不能有效地查找出高層次的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，例如在軟件需要分析階段的錯(cuò)誤。請(qǐng)注意，所謂30%~70%的錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率，并不是說(shuō)所有錯(cuò)誤中多達(dá)70%可能會(huì)被找出來(lái)，而是講這些方法在測(cè)試過(guò)程結(jié)束時(shí)可以有效地查找出多大70%的已知錯(cuò)誤。請(qǐng)記住，地2章告訴我們，程序中的錯(cuò)誤總數(shù)始終是未知的。 當(dāng)然，可能存在對(duì)這些統(tǒng)計(jì)數(shù)字的批評(píng)，即人工方法只能發(fā)現(xiàn)“簡(jiǎn)單”的錯(cuò)誤（即與基于計(jì)算機(jī)的測(cè)試方法相對(duì)比，所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題顯得微不足道），而困難的、不明顯的或微妙的錯(cuò)誤只能用于計(jì)算機(jī)的測(cè)試方法才能找到。然而，一些測(cè)試人員在使用了人工方法之后發(fā)現(xiàn)，對(duì)于某些特定的錯(cuò)誤，人工方法比基于計(jì)算機(jī)的方法更有效，而對(duì)于其他錯(cuò)誤類型，基于計(jì)算機(jī)的方法更有效。這就意味著，代碼檢查/走查與基于計(jì)算機(jī)的測(cè)試是互補(bǔ)的。缺少其中任何一種，錯(cuò)誤檢查的效率都會(huì)降低。 最后，不但這些測(cè)試過(guò)程對(duì)于測(cè)試新開發(fā)的程序有著不可估量的作用，而且對(duì)于測(cè)試更改后的程序，這些測(cè)試過(guò)程具有相同的作用，甚至更大。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，修改一個(gè)現(xiàn)存的程序比編寫一個(gè)新程序更容易產(chǎn)生錯(cuò)誤（以每寫一行代碼測(cè)錯(cuò)誤數(shù)量計(jì)）。因此，出來(lái)回歸測(cè)試方法之外，更改后的程序還要進(jìn)行這些人工方法的測(cè)試。 代碼檢查 所謂代碼檢查，是以組為單位閱讀代碼，它是一些列規(guī)程和錯(cuò)誤檢查技術(shù)的集合。對(duì)代碼檢查的大多數(shù)討論都集中在規(guī)程，所要填寫的表格等。這里對(duì)整個(gè)規(guī)程進(jìn)行簡(jiǎn)短的概述，之后我們將重點(diǎn)討論實(shí)際的錯(cuò)誤檢查技術(shù)。一個(gè)代碼檢查小組通常由四人組成，其中一個(gè)人發(fā)揮著協(xié)調(diào)作用。協(xié)調(diào)人應(yīng)該是個(gè)職稱的程序員，但不是該程序的編碼人員，不需要對(duì)程序的細(xì)節(jié)了解的很清楚，協(xié)調(diào)人的職責(zé)包括以下幾點(diǎn)：u 為代碼檢查分發(fā)材料、安排進(jìn)程。u 在代碼檢查中起主導(dǎo)作用。u 紀(jì)錄發(fā)現(xiàn)的所有錯(cuò)誤。u 確保所有錯(cuò)誤隨后得到改正。協(xié)調(diào)人就像是質(zhì)量控制工程師。小組中的第二個(gè)成員是該程序的編碼人員。小組中的其他成員通常是程序的設(shè)計(jì)人員（如果設(shè)計(jì)人員不同于編碼人員的話），以及一名測(cè)試專家。 在代碼檢查之前的幾天，協(xié)調(diào)人將程序清單和設(shè)計(jì)規(guī)范分發(fā)給其他成員。所有成員應(yīng)在檢查之前熟悉這些材料。在檢查進(jìn)行時(shí)，主要進(jìn)行兩項(xiàng)活動(dòng)：1．由程序編碼人員逐條語(yǔ)句講述程序的邏輯結(jié)構(gòu)。在講述的過(guò)程中，小組其他成員應(yīng)提問(wèn)題、判斷是否存在錯(cuò)誤。在講述中、很可能是程序編碼人員本人而不是其他小組成員發(fā)現(xiàn)了大部分錯(cuò)誤。換句話說(shuō)，對(duì)著大家大聲朗讀程序，這種簡(jiǎn)單的做法看來(lái)是一個(gè)非常有效的錯(cuò)誤檢查方法。 （該列表將在下一節(jié)中介紹） 協(xié)調(diào)人負(fù)責(zé)確保檢查回憶的討論高效地進(jìn)行、每個(gè)參與者都將注意力集中于查找錯(cuò)誤而不是修改錯(cuò)誤（錯(cuò)誤的修改正由程序員在檢查會(huì)議之后完成）。 會(huì)議結(jié)束之后，程序員會(huì)得到一份已發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的清單。如果發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤太多，或者某個(gè)錯(cuò)誤涉及對(duì)程序做根本的改動(dòng)，協(xié)調(diào)人可能會(huì)在錯(cuò)誤修改后安排對(duì)程序進(jìn)行再次檢查。這份錯(cuò)誤清單也要進(jìn)行分析、歸納，用以提煉錯(cuò)誤列表，以便提高以后代碼檢查的效率。 如上所述，這個(gè)代碼檢查過(guò)程通常將注意力集中在發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤上，而不是糾正錯(cuò)誤。然而，有些小組可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)檢查出某個(gè)小問(wèn)題之后，有兩三個(gè)人（包括負(fù)責(zé)該代碼的程序本人）會(huì)建議對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行明顯的修補(bǔ)以解決這個(gè)特例。那么，對(duì)這個(gè)小問(wèn)題的討論，反過(guò)來(lái)會(huì)將整個(gè)小組的注意力集中在設(shè)計(jì)的某個(gè)部分。在探討修補(bǔ)設(shè)計(jì)來(lái)解決這個(gè)小問(wèn)題的最佳方法時(shí)，有人可能會(huì)注意到另外的問(wèn)題。既然小組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)中同一部分的兩個(gè)相關(guān)問(wèn)題，那么每隔幾段代碼就可能需要密集的注釋。幾分鐘之內(nèi)，整個(gè)設(shè)計(jì)就被徹底檢查完，任何問(wèn)題都會(huì)一目了然。 在代碼檢查的時(shí)間及地點(diǎn)的選擇上，應(yīng)避免所有的外部干擾。代碼檢查會(huì)議的理想時(shí)間應(yīng)在90~120分鐘之間。由于開會(huì)是一項(xiàng)繁重的腦力勞動(dòng)，會(huì)議時(shí)間越長(zhǎng)效率越低。大多數(shù)的代碼檢查是都是按每小時(shí)大約閱讀150行代碼的數(shù)度進(jìn)行。因此，對(duì)大型軟件的檢查應(yīng)安排多個(gè)代碼檢查會(huì)議同時(shí)進(jìn)行，每個(gè)代碼檢查會(huì)議處理一個(gè)或幾個(gè)模塊或子程序。 請(qǐng)注意，要是檢查過(guò)程有效，必須樹立正確的態(tài)度。如果宣傳員將代碼檢查視為對(duì)其人格的攻擊、采取了防范的態(tài)度，那么檢查過(guò)程就不會(huì)有效果。正確的做法是，程序員必須懷著非自我本位的態(tài)度來(lái)對(duì)待檢查過(guò)程，對(duì)整個(gè)過(guò)程采取積極和建設(shè)性的態(tài)度：代碼檢查的目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤，從而改進(jìn)軟件的質(zhì)量。正是因?yàn)檫@個(gè)原因，大多數(shù)人建議應(yīng)對(duì)代碼檢查的結(jié)果進(jìn)行保密，僅限于參與者范圍內(nèi)部。尤其是如果管理人員想利用代碼檢查結(jié)果，那么就與檢查過(guò)程的目的背道而馳了。 出了可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤這個(gè)主要作用之外，代碼檢查還有幾個(gè)有益的附帶作用。其一，程序員通常會(huì)得到編程風(fēng)格、算法選擇及編程技術(shù)等方面的反饋信息 。其他參與者也可以通過(guò)接觸其他程序員的錯(cuò)誤和編程風(fēng)格而同樣受益匪淺。還有，代碼檢查還是早期發(fā)現(xiàn)程序中最容易出錯(cuò)部分的方法之一，有助于在基于計(jì)算機(jī)的測(cè)試過(guò)程中將更多的注意力集中在這些地方（本書地2章中的測(cè)試原則之一）。 用于代碼檢查的錯(cuò)誤列表 代碼檢查過(guò)程的一個(gè)重要部分就是對(duì)照一份錯(cuò)誤列表，來(lái)檢查程序發(fā)、是否存在常見錯(cuò)誤。遺憾的是，有些錯(cuò)誤列表更多地注重編程風(fēng)格而不是錯(cuò)誤（例如，“注釋是否準(zhǔn)確且有意義？”，“IF—ELSE代碼段和DO—WHILE代碼段是否縮進(jìn)對(duì)齊？”），錯(cuò)誤檢查太過(guò)模糊而實(shí)際上沒(méi)有用（例如，“代碼是否滿足設(shè)計(jì)的需求？”）。本節(jié)鎮(zhèn)南關(guān)討論的錯(cuò)誤列表是經(jīng)多年對(duì)軟件錯(cuò)誤的研究編輯而成的。該錯(cuò)誤列表在很大程度上是獨(dú)立于編程的，也就是說(shuō)，大多數(shù)的錯(cuò)誤都可能出現(xiàn)在任意語(yǔ)言編寫的程序中。讀者可以把自己使用的編程語(yǔ)言中特有的錯(cuò)誤，以及代碼檢查發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤補(bǔ)充到這份錯(cuò)誤列表中去。 數(shù)據(jù)引用錯(cuò)誤1. 是否有引用的變量未賦值或未初始化？這可能是最常見的編程錯(cuò)誤，在各種環(huán)境中都可能發(fā)生。在引用每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)（如變量、數(shù)據(jù)元素、結(jié)構(gòu)中的域）時(shí)，應(yīng)試圖非正式地“證明”該數(shù)據(jù)項(xiàng)在當(dāng)前位置具有確定的值。2. 對(duì)于所有的數(shù)組引用，是否每一個(gè)下標(biāo)的值都在相應(yīng)維規(guī)定的界限內(nèi)？3. 對(duì)于所有的數(shù)組的引用，是否每個(gè)下標(biāo)的值都是整數(shù)？雖然在某些語(yǔ)言中這不是錯(cuò)誤，但這樣做是危險(xiǎn)的。4．對(duì)于所有的通過(guò)指針或引用變量的引用，當(dāng)前引用的內(nèi)存單元是否分配？這就是所謂的“虛調(diào)度（dangling reference）”錯(cuò)誤。當(dāng)指針的生命期大于所引用內(nèi)存單元的生命期時(shí)，錯(cuò)誤就會(huì)發(fā)生。當(dāng)指針引用了過(guò)程中的一個(gè)局部變量，而指針的值有被賦給一個(gè)輸出參數(shù)或一個(gè)全局變量，過(guò)程返回（釋放了引用的內(nèi)存單元）結(jié)束，爾后程序試圖使用指針的值時(shí)，這種錯(cuò)誤就會(huì)發(fā)生。與前面檢查的方法類似，應(yīng)試圖非正式地“證明”，對(duì)于每個(gè)使用指針值的引用，引用的內(nèi)存單元都存在。，當(dāng)通過(guò)別名進(jìn)行引用時(shí)，內(nèi)存域中的數(shù)據(jù)值是否具有正確的屬性？在FORTRAN語(yǔ)言中對(duì)EQUIVALENCE語(yǔ)句而成為同一內(nèi)存域的別名。如果程序先對(duì)A賦值，然后又引用變量B，由于機(jī)器可能會(huì)將內(nèi)存中用浮點(diǎn)位表示的實(shí)數(shù)當(dāng)作整數(shù)，在這種情況下錯(cuò)誤就可能發(fā)生。？當(dāng)C、C++或COBOL程序?qū)⒛硞€(gè)記錄讀到內(nèi)存中，并使用一個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)引用它時(shí)，由于記錄的物理表示與結(jié)構(gòu)定義在差異，這種情況下錯(cuò)誤就可能發(fā)生。，當(dāng)內(nèi)存分配的單元小于內(nèi)存可尋址的單元大小時(shí)，是否存在直接或間接的尋址錯(cuò)誤？例如，在某些條件下，定長(zhǎng)的位串不必以字節(jié)邊界為起點(diǎn)，但是地址又總是指向字節(jié)邊界的。如果程序計(jì)算一個(gè)位串的地址，稍后又通過(guò)該地址引用這個(gè)位串，可能會(huì)指向錯(cuò)誤的內(nèi)存位置。將一個(gè)位串參數(shù)傳送給一個(gè)子程序時(shí)，也可能發(fā)生這種情況。，被引用的內(nèi)存的屬性是否編譯所預(yù)期的一致？這種錯(cuò)誤的一個(gè)例子是，當(dāng)一個(gè)指向某個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的C++指針，被賦值為另為的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的地址。，那么每個(gè)過(guò)程或子程序?qū)υ搨€(gè)、結(jié)果的定義是否都相同？，當(dāng)對(duì)數(shù)組進(jìn)行索引操作或下標(biāo)引用，字符的邊界取值是否有“僅差一個(gè)”（off—by—one）的錯(cuò)誤？，是否所有的繼承需求都在實(shí)現(xiàn)類中得到了滿足？ 數(shù)據(jù)申明錯(cuò)誤1. 是否所有的變量都進(jìn)行了明確的聲明？沒(méi)有明確聲明雖然不一定是錯(cuò)誤，但通常卻是麻煩的源頭。舉例來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)程序的子程序接收一個(gè)數(shù)組參數(shù)，卻未將該參數(shù)定義為數(shù)組（如用DIMENSION 語(yǔ)句），對(duì)該數(shù)組的引用（如C=A （I））會(huì)被解釋為一個(gè)函數(shù)調(diào)用，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)試圖將此數(shù)組當(dāng)作程序執(zhí)行。另外，如果某個(gè)變量在一個(gè)內(nèi)部過(guò)程或程序壞中沒(méi)有明確聲明，是否可以理解為該變量在這個(gè)程序塊中被共用？2. 如果變量所有的屬性在聲明中沒(méi)有明確說(shuō)明，那么說(shuō)明默認(rèn)的屬性能否被正確理解？舉例來(lái)說(shuō)，在JAVA語(yǔ)言中，程序接收到的惡魔人屬性往往是導(dǎo)致意外發(fā)生的源頭。3. 如果變量在聲明語(yǔ)句中被初始化，那么它的初始化是否正確？在很多語(yǔ)言中，數(shù)組和字符串的初始化比較復(fù)雜，因此也成為容易錯(cuò)誤的地方。4. 是否每個(gè)變量都被賦予了正確的長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)類型？5. 變量的初始化是否與其存儲(chǔ)空間的類型一致？舉例來(lái)說(shuō)，如果FORTRAN語(yǔ)言子程序中的一個(gè)變量在每次調(diào)用子程序時(shí)都需要重新初始化一次，那么必須使用賦值語(yǔ)句對(duì)其初始化，而不應(yīng)該用DATA語(yǔ)句。6. 是否存在著相似名稱的變量（如VOLT和VOLTS）？這種情況不一定是錯(cuò)誤、但應(yīng)被視為警告，這些名稱可能會(huì)在程序中發(fā)生混淆。 運(yùn)算錯(cuò)誤1. 是否存在不一致的數(shù)據(jù)類型（如非算術(shù)類型）的變量的運(yùn)算？2. 是否有混合模式的運(yùn)算？例如，將浮點(diǎn)變量與一個(gè)整形變量做加法運(yùn)算。這種情況并不一定是錯(cuò)誤，但應(yīng)該謹(jǐn)慎使用，確保程序語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換規(guī)則能夠被正確理解。卡看下面的JAVA程序片段，顯示了整數(shù)運(yùn)算中可能發(fā)生的取整誤差：int x = 1。int y = 2。int z = 0。z = x/y。(“z = “+ z)。Output。Z = 0。3. 是否有相同數(shù)據(jù)類型、不同字長(zhǎng)變量間的運(yùn)算？4．賦值語(yǔ)句的目標(biāo)變量的數(shù)據(jù)類型是否小于右邊表達(dá)的數(shù)據(jù)類型或結(jié)果？5. 在表達(dá)式的運(yùn)算中是否存在表達(dá)向上或向下溢出的情況？也就是說(shuō)，最終的結(jié)果看以來(lái)是個(gè)有效的值、但中間結(jié)果對(duì)于編程 語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型可能過(guò)大或過(guò)小。6. 除法運(yùn)算中的除數(shù)是否可能為0？7 如果計(jì)算機(jī)表達(dá)變量的基本方式是基于二進(jìn)制的，那么運(yùn)算結(jié)果是否不精確？也就是說(shuō)，在一個(gè)二進(jìn)制計(jì)算機(jī)上，10* 。.8. 特定場(chǎng)合，變量的值是否超出了有意義的范圍？例如，對(duì)變量PROBABILITY賦值的語(yǔ)句可能需要進(jìn)行檢查。9. 對(duì)于包含一個(gè)以上操作符的表達(dá)式，賦值順序和操作符的優(yōu)先順序是否正確？10. 整數(shù)的運(yùn)算是否有使用不當(dāng)?shù)那闆r，尤其是除法？舉例來(lái)說(shuō)，如果i是一個(gè)整形變量，表達(dá)式2*i/2= =i是否成立，取決于i是奇數(shù)還是偶數(shù)，或是先運(yùn)算乘法，還是先運(yùn)算除法。，例如，將字符串與地址、日期或數(shù)字相比較？，或不同長(zhǎng)度的變量間的比較運(yùn)算？如果有，應(yīng)確保程序能正確理解轉(zhuǎn)換規(guī)則。？程序員經(jīng)?；煜爸炼唷薄ⅰ爸辽佟薄ⅰ按笥凇?、“不大于”、“小于”和“等于”等比較關(guān)系。？在編寫涉及“與”、“或”或“非”的表達(dá)式時(shí)，測(cè)試員經(jīng)常犯錯(cuò)。？比較運(yùn)算符和布爾運(yùn)算符是否錯(cuò)誤地混在了一起？這是一類經(jīng)常會(huì)犯的錯(cuò)誤，這里我們描述幾個(gè)典型錯(cuò)誤的例子。如果想判斷i是否在2~10之間，表達(dá)式2i 10是不正確的；相反，正確的應(yīng)該是（2 i）amp。amp。( i 10)。如果想判斷i是否大于x或y，表達(dá)式ix||y也是不正確的，正確的應(yīng)該是（ix）||(i)y。如果要比較三個(gè)數(shù)字是否相等，表達(dá)式if（a= =b = = c）的實(shí)際意思卻大相徑庭。如果許啊喲驗(yàn)證數(shù)學(xué)關(guān)系xyz,正確的表達(dá)式應(yīng)該是（xy）amp。amp。(yz)。，是否有二進(jìn)制表示的小數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)的比較運(yùn)算？由于四舍五入，以及用二進(jìn)制表示十進(jìn)制數(shù)的近似度，這往往是錯(cuò)誤的根源。，賦值順序以及運(yùn)算的優(yōu)先級(jí)是否正確？也就是說(shuō)，如果碰到如同（if ( (a = =2)amp。amp。(b = =2))||（c= = 3））的表達(dá)式，程序能否正確理解是“與”運(yùn)算在先還是“或”運(yùn)算在先？？例如，語(yǔ)句if（x = =0 amp。amp。( x/y)z）對(duì)于有的編譯來(lái)說(shuō)是可接受的，因?yàn)槠湔J(rèn)為一旦“與”運(yùn)算的一側(cè)為FALSE時(shí)，另一側(cè)就不用計(jì)算；但是對(duì)于其他編譯來(lái)說(shuō)，卻可能起一個(gè)被0除的錯(cuò)誤。 控制流錯(cuò)誤 1. 如果測(cè)試包好多條分支路徑，比如有計(jì)算GO TO語(yǔ)句，索引變量的值是否會(huì)大于可能的分支數(shù)量？例如，在語(yǔ)句GO TO （200 ，300，400），i？應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)非正式的證明或論據(jù)來(lái)證明每一個(gè)循環(huán)打擊都會(huì)終止。、模塊或子程序是否最終終止了？，循環(huán)是否有可能從未執(zhí)行過(guò)？如果確實(shí)發(fā)生這種情況，這里是否是一處疏漏？例如，如果循環(huán)一下的語(yǔ)句作為開頭：For (I = =x。 i=z。i ++){…}While (NOTFOUND){…}當(dāng)NOTFOUND初始時(shí)就為假，或者x大于z時(shí)，情況會(huì)如何呢？（如一個(gè)搜索循環(huán)），如果循環(huán)越界（fallthrough）了，后果會(huì)如何？例如，偽指令循環(huán)以 DO I=1 TO TABLESIZE WHILE (NOTFOUND)開頭，如果NOTFOUND永不為假，會(huì)發(fā)生什么結(jié)果呢？6．是否存在“僅差一個(gè)”的錯(cuò)誤，如迭代數(shù)量恰恰多一次或少一次？這在從0開始