软件工程-第5章第5节

5.5调

试5.5.1调试的定义

程序调试是指将编制的程序投入实际运行前，用手工或编译程序等方法进行测试，修正语法错误和逻辑错误的过程。这是保证计算机信息系统正确性的必不可少的步骤。编写完计算机程序，必须在计算机中运行测试。根据测试时所发现的错误进一步进行诊断，找出原因和具体的位置后进行修正。因此程序调试活动分为以下两部分：①根据错误迹象确定程序中错误的确切性质、原因和位置；②对程序进行修改，排除这个错误。因此说程序调试的目的是诊断和修正程序中的错误。5.5.2调试技术1.简单的调试方法1)在程序中插入打印语句

该方法的优点是显示程序的动态过程，比较容易检查源程序的有关信息。其缺点是低效率，可能输出大量的无关的数据，发现错误带有偶然性。同时还要修改程序，这种修改可能会掩盖错误、改变关键的时间关系或把新的错误引入程序。2)运行部分程序

有时为了测试某些被怀疑为有错的程序段，整个程序反复执行多次，使很多时间浪费在执行已经是正确的程序段上。在此情况下，应设法使被测试程序只执行需要检查的程序段，以提高效率。可采用以下方法：5.5.2调试技术(1)把不需要执行的语句段前和后加上注释符，使这段程序不再执行。调试过后，再将注释符去掉。(2)在不需要执行的语句段前加判定值为“假”的IF语句或者加GOTO语句，使该程序不执行。调试结束后，再撤销这些语句，使程序复原。3)借助于调试工具

目前大多数程序设计语言都有专门的调试工具，可以利用这些工具分析程序的动态行为。例如借助“追踪”功能可以追踪子程序调用、循环与分支执行路径、特定变量的变化情况等，利用“设断点”可以执行特定语句或改变特定变量值引起的程序中断，以便检查程序的当前状态。还可借助调试工具观察或输出内存变量的值，大大提高调试程序的效率，缺点是也会产生大量的无关信息，也会走弯路。

实践表明，对于较为复杂的程序，就查出错误的速度和精确度而言，有时用“脑”比用“工具”更有成效。5.5.2调试技术5.5.2调试技术2.归纳法调试

归纳法是一种从特殊到一般的思维过程，从对个别事例的认识当中，概括出共同特点，得出一般性规律的思考方法。归纳法调试从测试结果发现的线索(错误迹象、征兆)入手，分析它们之间的联系，导出错误原因的假设，然后再证明或否定这个假设。归纳法调试的具体步骤如下：(1)收集有关数据：列出做对了什么、做错了什么程序的全部信息。(2)组织数据：整理数据以便发现规律，使用分类法构造一张线索表。5.5.2调试技术(3)提出假设：

分析线索之间的关系，导出一个或多个错误原因的假设。如果不能推测一个假设，再选用测试用例去测试，以便得到更多的数据。如果有多个假设，首先选择可能性最大的一个。(4)证明假设：

假设不是事实，需要证明假设是否合理。不经证明就根据假设改错，只能纠正错误的一种表现(即消除错误的征兆)或只纠正一部分错误。如果不能证明这个假设成立，需要提出下一个假设。5.5.2调试技术

例如，在一个“考试评分”程序中出现了一个错误：在某些情况下，学生分数中间值不正确，即51个学生评分，正确地打印出平均值是73.2，中间值却是26而不是期望的82，检查这个测试用例和其他几个测试用例的执行结果，得到如表5-6所示的线索表。5.5.2调试技术

下面通过寻找现象的矛盾来建立有关错误的假设。矛盾是取偶数个学生，计算不出错，奇数个学生计算出错，同时总结出中间值总是小于或等于学生人数(26≤51和1≤1)，这时的处理可给学生换一个分数，把51个学生的测试再做一遍，中间值仍是26，因此在“how-no”栏中填写“中间值似乎与实际分数无关”这样一个范围。随后分析线索表，根据“中间值≥学生人数一半的最小整数”这一情况判断出好像程序把分数放在一个顺序表中，打印的是中间那个学生的编号而不是他的分数。因此就有了发生错误原因的假设，再通过检查源程序或额外多执行几个测试用例来证明这个假设。5.5.2调试技术3.演绎法调试

演绎法是一种从一般的推测和前提出发，运用排除和推断过程作出结论的思考方法。演绎法调试是列出所有可能的错误原因的假设，然后利用测试数据排除不适当的假设，最后再用测试数据验证余下的假设确实是出错的原因。

演绎法调试的具体步骤如下：(1)列出所有可能的错误原因的假设：把可能的错误原因列成表，不需要完全解释，

仅是一些可能因素的假设。(2)排除不适当的假设：应仔细分析已有的数据，寻找矛盾，力求排除前一步列出的所有原因。如果都排除了，则需补充一些测试用例，以建立新的假设；如果保留下来的假设多于一个，则选择可能性最大的原因做基本的假设。5.5.2调试技术(3)精化余下的假设：利用已知的线索，进一步求精余下的假设，使之更具体化，以便可以精确地确定出错位置。(4)证明余下的假设：做法同归纳法。5.4.4集成测试4.回溯法调试

该方法从程