В уроке «7.14 – Распространенные семантические ошибки при программировании на C++» мы рассмотрели многие типы распространенных семантических ошибок, с которыми сталкиваются начинающие программисты при работе с языком C++. Если ошибка является результатом неправильного использования языковой функции или логической ошибки, исправить ее можно просто.
Но большинство ошибок в программе возникает не в результате непреднамеренного неправильного использования языковых функций – скорее, большинство ошибок возникает из-за ошибочных предположений, сделанных программистом, и/или из-за отсутствия надлежащего обнаружения/обработки ошибок.
Например, в функции, предназначенной для поиска оценки учащегося, вы могли предположить, что:
- просматриваемый студент будет существовать;
- имена всех студентов будут уникальными;
- в предмете используется числовая оценка (вместо «зачет/незачет»).
Что, если какое-либо из этих предположений неверно? Если программист не предвидел этих случаев, программа при возникновении таких случаев, скорее всего, завершится со сбоем (обычно в какой-то момент в будущем, через долгое время после того, как функция была написана).
Ошибка Выжившего. Ловушка Мышления. Логическая Ошибка Выжившего
Есть три ключевых места, где обычно возникают ошибки предположений:
- Когда функция возвращает значение, программист мог предположить, что вызов функции будет успешным, хотя это не так.
- Когда программа получает входные данные (либо от пользователя, либо из файла), программист мог предположить, что ввод будет в правильном формате и семантически корректен, хотя это не так.
- Когда функция была вызвана, программист мог предположить, что параметры будут семантически допустимыми, хотя это не так.
Многие начинающие программисты пишут код, а затем проверяют только счастливый путь: только те случаи, когда ошибок нет. Но вы также должны планировать и проверять печальные пути, на которых что-то может пойти и пойдет не так. В уроке «3.10 – Поиск проблем до того, как они станут проблемами», мы определили защитное программирование как попытку предвидеть все способы неправильного использования программного обеспечения конечными пользователями или разработчиками (либо самим программистом, либо другими). Как только вы ожидаете (или обнаруживаете) какое-то неправильное использование, следующее, что вам нужно сделать, – это обработать его.
В этом уроке мы поговорим о стратегиях обработки ошибок (что делать, если что-то пойдет не так) внутри функции. В следующих уроках мы поговорим о проверке ввода данных пользователем, а затем представим полезный инструмент, помогающий документировать и проверять предположения.
Обработка ошибок в функциях
Функции могут давать сбой по любому количеству причин – вызывающий мог передать аргумент с недопустимым значением, или что-то может дать сбой в теле функции. Например, функция, открывающая файл для чтения, может не работать, если файл не может быть найден.
Когда это произойдет, в вашем распоряжении будет несколько вариантов. Лучшего способа справиться с ошибкой нет – это на самом деле зависит от характера проблемы и от того, можно ли устранить проблему или нет.
Можно использовать 4 основные стратегии:
- обработать ошибку в функции;
- передать ошибку вызывающему, чтобы он разобрался с ней;
- остановить программу;
- выбросить исключение.
Обработка ошибки в функции
Если возможно, наилучшей стратегией является восстановление после ошибки в той же функции, в которой возникла ошибка, так, чтобы ошибку можно было локализовать и исправить, не влияя на какой-либо код вне функции. Здесь есть два варианта: повторять попытки до успешного завершения или отменить выполняемую операцию.
Если ошибка возникла из-за чего-то, не зависящего от программы, программа может повторять попытку, пока не будет достигнут успех. Например, если программе требуется подключение к Интернету, и пользователь потерял соединение, программа может отобразить предупреждение, а затем использовать цикл для периодической повторной проверки подключения к Интернету. В качестве альтернативы, если пользователь ввел недопустимые входные данные, программа может попросить пользователя повторить попытку и выполнять этот цикл до тех пор, пока пользователь не введет корректные входные данные. Мы покажем примеры обработки недопустимого ввода и использования циклов для повторных попыток в следующем уроке (7.16 – std::cin и обработка недопустимого ввода).
Альтернативная стратегия – просто игнорировать ошибку и/или отменить операцию. Например:
void printDivision(int x, int y) < if (y != 0) std::cout (x) / y; >
В приведенном выше примере, если пользователь ввел недопустимое значение для y , мы просто игнорируем запрос на печать результата операции деления. Основная проблема при этом заключается в том, что у вызывающей функции или у пользователя нет возможности определить, что что-то пошло не так. В таком случае может оказаться полезным напечатать сообщение об ошибке:
void printDivision(int x, int y) < if (y != 0) std::cout (x) / y; else std::cerr
Однако если вызывающая функция ожидает, что вызываемая функция выдаст возвращаемое значение или какой-либо полезный побочный эффект, тогда просто игнорирование ошибки может быть недопустимым вариантом.
Передача ошибок вызывающей функции
Во многих случаях обработать ошибку с помощью функции, которая ее обнаруживает, невозможно. Например, рассмотрим следующую функцию:
double doDivision(int x, int y) < return static_cast(x) / y; >
Если y равно 0, что нам делать? Мы не можем просто пропустить логику программы, потому что функция должна возвращать какое-то значение. Мы не должны просить пользователя ввести новое значение для y , потому что это функция вычисления, и введение в нее процедур ввода может быть или не быть подходящим для программы, вызывающей эту функцию.
В таких случаях лучшим вариантом может быть передача ошибки обратно вызывающей функции в надежде, что вызывающая сторона сможет с ней справиться.
Как мы можем это сделать?
Если функция имеет тип возвращаемого значения void , его можно изменить, чтобы она возвращала логическое значение, указывающее на успех или на неудачу. Например, вместо:
void printDivision(int x, int y) < if (y != 0) std::cout (x) / y; else std::cerr
#4 – Что такое баги? Как отследить ошибку?
Самое плохое что может увидеть программист в своей программе – баг, а еще хуже – баги. В уроке мы поговорим про ошибки, какие они бывают, когда возникают и главное как с ними можно бороться.
Видеоурок
Какие бывают ошибки?
Сразу проясним. В программировани ошибки называют багами. Одна ошибка – один баг.
При написании программ у вас могут возникнуть баги, что разделяются за следующими категориями:
- логические
- арифметические
- синтаксические
- ошибки компиляции
- ошибки среды выполнения
- ошибки ресурса
- ошибки взаимодействия
Логические ошибки никак не отображаются при построении проекта. Они заключаются в логической промашке выполнения программы. Пример: программа должна вывести число 5, а выводит число 3. Программы выполнилась, но результат не тот что вы ожидали. Такая ошибка может получиться в случае если вы в коде прописали что-то не так.
В нашем случае вместо числа 5 написали число 3, поэтому программа сработало, но при этом результат не тот что ожидали. К сожалению, такие ошибки нужно искать в ручном режиме, просматривая строчки написанной вами программы.
Арифметическая ошибка связана с вычислением. Самая частая ошибка такого плана – деление на ноль. Это сделать нельзя и программа выдаст вам ошибку, что квалифицируется как Арифметическая ошибка. Помимо деления на ноль могут быть и другие ошибки связанные с математикой.
Синтаксическая ошибка связана с неверным написанием синтаксисам языка. Каждый язык: C, Java, PHP и другие – имеют специфический синтаксис, в котором будет написан код. Если вы пропустили какой-то необходимый символ при создании какой-либо конструкции в коде, то будет вызвана такая ошибка. Это наиболее простой тип ошибки, так как обычно сама IDE подсказывает что у вас есть такая-то ошибка.
Ошибки могут появляться на моменте сборки проекта и на моменте его запуска. Есть ошибки компиляции, которые возникают в процессе преобразования программы в машинный код. Многие виды ошибок могут происходить на этом этапе, в том числе и синтаксические ошибки. Тут проверяется не только синтаксис программы, но и его логическое выполнение.
Ошибки среды выполнения возникают в момент тестировании программы. Вы ее запустили, работаете в ней и в какой-то момент программа завершается. Думаем вы ни раз такое наблюдали в разных программах. Такое происходит зачастую из-за неверной работы с памятью компьютера. К примеру, можно запустить какую-то задачу на постоянное выполнение.
Отведенная память будет перегружена и программа выдаст ошибку. Или же можно в программе попробовать скачать файл с интернета, не убедившись перед этим есть ли доступ к интернету. Если не будет доступа, то программа просто не сможет это сделать и так же выдаст ошибку. Таких примеров сотни и все они будут видны только при тестировании проекта.
Ошибка ресурса возникает, когда значение переменной переполняет максимально допустимое значение. Про переменные мы еще с вами поговорим, а сейчас просто представьте банку, в которую вы вливаете воду. В момент когда вы начнете вливать слишком много воды и она начнет выливаться будет вызвана ошибка ресурсов.
И наконец, ошибки взаимодействия. Они могут возникнуть в связи с несоответствием программного обеспечения с аппаратным интерфейсом. К примеру, вы делали игру под Андроид, а пробуете запустить под iOS.
Как найти ошибку?
В зависимости от типа ошибки способ их отлова будет разным. Если вы работаете внутри IDE, то большинство мелких ошибок будут подсвечены еще на момент написания кода. К примеру, если вы не укажите какой-то символ или начнете выполнять деление на ноль, то программа вам об этом подскажет и попросит исправить ошибку.
Если будет ошибка при построении, то программа не запустится, а в самой IDE будет указан текст ошибки. Такой текст можно загуглить и после найти решение.
Если ошибка логическая или ошибка среды выполнения, то вы сможете ее обнаружить только после запуска проекта. Вы компилируете проект, он у вас запускается и далее вы выполняете действия в вашей программе. Если на каком-то этапе будет ошибка, то программа остановиться и вам нужно будет искать ошибку самостоятельно в коде программы.
Поиск ошибок никогда не был удобным и тем более приятным. На то они и ошибки, чтобы портить, так сказать, жизнь. Вам в будущем нужно просто много раз запускать проект, смотреть на его выполнения на разных стадиях построения проекта и тем самым вы шаг за шагом построите нужное вам приложение.
Задание к уроку
Вопросы на проверку
Ответьте на несколько вопросов:
- расскажите какие ошибки бывают? Назовите хотя бы три вида ошибок.
- как справиться с ошибкой?
Источник: itproger.com