第23章：调试

调试是确定错误根本原因并纠正此错误的过程。对很多程序员来说，调试是程序设计中最为困难的部分。

1、调试概述

调试在软件质量中所扮演的角色

同测试一样，调试本身并不是改进代码质量的方法，而是诊断代码缺陷的一种方法。开发高质量软件产品的最佳途径是精确描述需求，完善设计，并使用高质量的代码编写规范，调试只是迫不得已时采用的手段。
调试效率的巨大差异

并不是每个人都知道怎么调试。不同的开发人员通过调试发现缺陷的速度区别很大。
让你有所收获的缺陷
- 理解你正在编写的程序
- 明确你犯了哪种类型的错误
- 从代码阅读者的角度分析代码质量
- 审视自己解决问题的方法
- 审视自己修正缺陷的方法
效率低下的调试方法
- 调试魔鬼指南
  - 凭猜测找出缺陷
  - 不要把时间浪费在理解问题上
  - 用最唾手可得的方式修正错误
- 迷信式调试
  
  即使某个错误初看似乎并不归咎于你，但出于自身利益，最好还是假设它的产生同你有关。

2、寻找缺陷

科学的调试方法
- 通过可重复的实验收集数据
- 根据相关数据的统计构造一个假说
- 设计一个实验来证明或反证这个假说
- 证明或反证一个假说
- 根据需要重复上述步骤
寻找缺陷的有效方法
- 将错误状态稳定下来
- 确定错误的来源
  - 收集产生缺陷的相关数据
  - 分析收集的数据，并构造对缺陷的假设
  - 确定怎样去证实或证伪这个假设
  - 按照上一条确定的方法对假设做出最终结论
- 修补缺陷
- 对所修补的地方进行测试
- 查找是否有类似错误
寻找缺陷的小建议
- 构造假设时，考虑所有的可用数据
- 提炼产生错误的测试用例
- 在自己的单元测试族中测试代码
- 利用可用的工具
- 采用多种不同的方法重现错误
- 用更多的数据生成更多的假设
- 利用否定性测试用例的结果
- 对可能的假设尝试头脑风暴
- 在桌上放一个记事本，把需要尝试的事情逐条列出
- 缩小嫌疑代码的范围
- 对之前出现过的缺陷的类和子程序保持警惕
- 检查最近修改过的代码
- 扩展嫌疑代码的范围
- 增量式集成
- 检查常见缺陷
- 同其他人讨论问题
- 抛开问题，休息一下
蛮力调试
- 对崩溃代码的设计和编码进行彻底检查
- 抛弃有问题的代码，从头开始设计和编程
- 抛弃整个程序，从头开始设计和编程
- 编译代码时生成全部的调试信息
- 在最为苛刻的警告级别中编译代码，不放过任何一个细微的编译器警告
- 全面执行单元测试，并将新代码隔离起来单独测试
- 开发自动化测试工具，通宵达旦的对代码进行测试
- 在调试器中手动遍历一个大循环，直到发现错误条件
- 在代码中加入打印、显示和其他日志记录语句
- 用另一个不同的编译器来编译代码
- 在另一个不同的环境里编译和运行程序
- 在代码运行部正确的时候，使用能够产生警告信息的特殊库或者执行环境来链接和运行代码
- 复制最终用户的完整系统配置信息
- 将新的代码分小段进行集成，对每段集成的代码进行完整的测试
消除语法错误
- 不要过分信任编译器信息中的行号
- 不要迷信编译器的信息
- 不要轻信编译器的第二条信息
- 分而治之
- 找出没有配对的注释或者引号

3、修正缺陷

减少出错几率的建议：

动手之前先理解问题
理解程序本身，而不仅仅是问题
验证对错误的分析
放松一下
保留最初的源代码
治本而不是治标
修改代码时一定要有恰当的理由
一次只做一个改动
检查自己的改动
增加能暴露问题的单元测试
搜索类似的缺陷

4、调试中的心理因素

心理趋向如何导致调试盲目

人总期望一个新的现象类似于他们见到过的某种现象。你指看到你希望看到的东西，因而忽视了他们之间的差别。当发现错误的时候，程序员对于需要检查的程序部分的选择会不同。高效的程序员们能够在调试代码时，对无关紧要的部分视而不见。

心理距离在调试中的作用

心理距离可以定义为区分两事物的难易程度。在调试时，要警惕哪些没有足够心理距离的相似变量名或者子程序名。而在编写代码的时候，应该为变量或子程序选择差别较大的字，从而避免此类问题发生。

5、调试工具

源代码比较工具
编译器的警告消息
- 将编译器的警告级别设置为最高级，尽可能不放过任何一个警告，然后修正编译器报告的全部错误
- 用对付错误的态度来处理警告
- 在项目组范围内使用统一的编译设置
增强的语法检查和逻辑检查
执行性能剖测器
测试框架/脚手架
调试器

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1、 调试概述

2、寻找缺陷

3、修正缺陷

4、调试中的心理因素

5、调试工具

1、调试概述