Як знайти помилку в коді з використанням відладчиків

Налагодження — це невід’ємний етап у життєвому циклі розробки ПЗ, який визначає успішність виконання проєкту. У цій статті ми розглянемо питання, як знайти помилку в коді, з урахуванням практичних аспектів.

Помилки в коді поділяються на синтаксичні та логічні. Перші виникають через порушення правил мови програмування і виявляються на етапі компіляції. Другі ж — більш тонкі та можуть призвести до хибної логіки програми, але не завжди одразу проявляються.

Важливо усвідомлювати, що налагодження — це не тільки пошук помилок, а й процес навчання і поліпшення навичок програмування. Він сприяє створенню програм, які успішно справляються з можливими проблемами.

Подібні практичні навички програмування ви можете отримати на курсах компанії FoxmindED, завдяки формату менторинг, у якому проходить навчання.

Розуміння коду

Розуміння логіки та структури коду — основа успішного налагодження. Розробники, які знають свій код, оперативно виявляють проблеми, запобігають помилкам і приймають точні рішення. Тому важливо будувати чистий, читабельний і логічний код із самого початку.

Рекомендації щодо структурування та коментування коду:

Структурування коду:

розбивайте функції та класи на логічні блоки;
використовуйте осмислені імена для змінних і функцій;
організуйте код у модулі з ясним функціональним призначенням.

Коментування коду:

надавайте коментарі до великих блоків коду;
документуйте функції та класи;
коментуйте тимчасові рішення або відомі проблеми.

Дотримання цих принципів робить код більш підтримуваним і знижує ймовірність помилок.

🌟 Компанія Foxminded запрошує вас навчитися тестувати код на курсі QA Automation.

🔥 З нами ви не тільки опануєте ключові інструменти, такі як Selenium Webdriver, JUnit5, TestNG, а й станете експертом у тестуванні ПЗ, забезпечуючи високу якість коду.

👨‍🏫 Отримайте індивідуальний менторинг, зануртеся в практику, і через 6-8 місяців ви будете готові до нових викликів у світі QA Automation.

Деталі курсу

👆👆👆

Використання відладчиків

Існує безліч відладчиків, що підтримують різні мови програмування. Наприклад:

GDB (GNU Debugger): універсальний відладчик для C, C++, Java, Python та інших мов.
Visual Studio Debugger: вбудований відладчик у середовище розробки Visual Studio. Підтримує безліч функцій, включно з покроковим виконанням, перевіркою змінних і переглядом стека викликів.
Xcode Debugger: вбудований відладчик у середовище розробки Xcode. Надає функції покрокового виконання, перевірки змінних і перегляду стека викликів.

Приклади використання відладчиків у різних середовищах програмування

Приклад 1: GDB (С, C++).

$ gcc -g -o my_program my_program.c    # Compile with debugging information

$ gdb ./my_program                    # Launch GDB for analysis

(gdb) break main                      # Set a breakpoint in the main function

(gdb) run                             # Run the program

(gdb) step                            # Step through the code

(gdb) print variable_name             # Print the value of a variable

(gdb) backtrace                       # Output the call stack

Приклад 2: Visual Studio Debugger (C#)

Відкрийте проєкт у Visual Studio.
Встановіть точку зупинки, клікнувши лівою кнопкою миші ліворуч від рядка коду.
Натисніть “Start Debugging” або використовуйте гарячу клавішу F5.
Під час зупинки виконання на точці зупинки, аналізуйте значення змінних і використовуйте інші функції відладчика.

Приклад 3: Xcode Debugger (Swift)

Відкрийте проєкт у Xcode.
Встановіть точку зупинки, клацнувши ліворуч від рядка коду.
Запустіть додаток у режимі налагодження.
Під час зупинки виконання на точці зупинки, використовуйте інструменти Xcode Debugger для аналізу стану змінних, трасування стека і крокування по коду.

Логування та моніторинг

Логування — це процес запису інформації про роботу програми. Логи можуть використовуватися для відстеження помилок та інших проблем.

Логи можуть допомогти вам:

Визначити, де виникає помилка. Якщо помилка виникає в конкретному місці програми, ви можете перевірити лог, щоб побачити, які дії виконувалися в цьому місці.
Визначити причину помилки. Логи можуть містити інформацію про значення змінних, які можуть допомогти вам визначити причину помилки.

Приклад 1: Логування подій (Python)

import logging

# Configuring the logger

logging.basicConfig(filename='app.log', level=logging.DEBUG)

# Example usage

def process_data(data):

    try:

        result = data['value'] / data['divisor']

        logging.info(f"Successfully processed data: {result}")

        return result

    except Exception as e:

        logging.error(f"Error processing data: {e}")

        raise

Приклад 2: Логування веб-додатку (Node.js)

const express = require('express');

const winston = require('winston');

const app = express();

// Configuring the logger

const logger = winston.createLogger({

    transports: [

        new winston.transports.File({ filename: 'app.log' }),

        new winston.transports.Console(),

    ],

    format: winston.format.simple(),

});

// Example usage

app.get('/api/data', (req, res) => {

    try {

        // Processing the request

        logger.info('Data request processed successfully.');

        res.status(200).send('Data retrieved successfully.');

    } catch (error) {

        logger.error(`Error processing data request: ${error.message}`);

        res.status(500).send('Internal Server Error');

    }

});

app.listen(3000, () => {

    logger.info('Server is running on port 3000');

});

Ці приклади демонструють базову реалізацію логування для виявлення помилок і відстеження ключових подій у додатку. Важливо правильно налаштувати рівні логування (debug, info, error) і використовувати їх відповідно до контексту, щоб логи не ставали надлишковими, але надавали достатньо інформації для успішного налагодження.

Тестування коду

Тестування — це процес перевірки правильної роботи коду. Воно може допомогти виявити помилки на ранній стадії розробки.

Існує два основних типи тестування:

Автоматичне (юніт-тести, інтеграційні, і тести приймального тестування (E2E) – виконуються автоматично, з використанням скриптів та інструментів.
Ручне — виконується людиною вручну, включає в себе перевірку функціональності програми.

Приклади тестових сценаріїв для виявлення помилок

Приклад 1: Юніт-тестування (Python)

# Code to be tested

def add_numbers(a, b):

    return a + b

# Unit test

def test_add_numbers():

    assert add_numbers(2, 3) == 5  # Positive scenario

    assert add_numbers(-1, 1) == 0  # Positive scenario

    assert add_numbers(0, 0) == 0  # Positive scenario

    assert add_numbers(2, -3) == -1  # Positive scenario

    assert add_numbers('Hello', 'World') == 'HelloWorld'  # Negative scenario (data types)

Приклад 2: Інтеграційне тестування (JavaScript, використовуючи Jest)

// Code to be tested

function fetchData() {

    // Some code for fetching data

}

// Integration test

test('fetchData retrieves data from the API', async () => {

    const data = await fetchData();

    expect(data).toBeDefined();  // Check that data is retrieved

    expect(data.length).toBeGreaterThan(0);  // Check that data is not empty

});

Робота зі спільнотою

Форуми та спільноти — цінне джерело інформації для розв’язання проблем із кодом, що дає змогу обмінюватися досвідом із тими, хто стикався з аналогічними труднощами. Ось кілька порад щодо ефективного використання цих ресурсів:

Чіткість запитання: сформулюйте запитання чітко і стисло, включаючи всю необхідну інформацію.
Прикріплення коду і даних: якщо можливо, додайте до запитання код або інші дані, які допоможуть зрозуміти і вирішити проблему.
Терпіння: очікуйте відповіді, враховуючи, що це може зайняти деякий час.

Під час спілкування у форумах і спільнотах важливо також дотримуватися етикету спілкування для отримання допомоги та підтримання позитивної атмосфери. Ось кілька порад: будьте ввічливі та доброзичливі, використовуйте зрозумілу мову, чітко висловлюйте свою думку та уникайте флуду й CAPS LOCKу.

Також не розміщуйте повідомлення, які не стосуються теми обговорення.

Під час формулювання запитань намагайтеся бути чіткими і стислими, що прискорить отримання корисних відповідей.

Рефакторинг і перегляд коду

Рефакторинг – це процес поліпшення структури та читабельності коду без зміни його функціональності. Читабельний код легше зрозуміти та підтримувати. Відповідно, це може допомогти вам швидше знаходити та виправляти помилки.

Ось кілька порад, які допоможуть вам ефективно рефакторити код:

Плануйте рефакторинг заздалегідь.
Рефакторите код частинами.
Тестуйте код після рефакторингу.

Ось кілька прикладів рефакторингу, які можуть поліпшити читабельність і налагоджуваність коду:

Розбивайте код на функції та методи.
Організуйте код у логічні блоки.
Використовуйте коментарі.
Видаляйте код, що дублюється.
Перейменуйте змінні та функції.

Дотримуючись цих порад, ви зможете рефакторити код ефективніше.

Вивчення чужого коду

Вивчення коду інших розробників — важлива навичка, яка допомагає не тільки зрозуміти структуру і стиль проєктів, а й виявити потенційні помилки або можливості поліпшення. Ось кілька способів, як аналіз чужого коду може бути корисним:

Виявлення вразливостей: пошук неправильного опрацювання користувацького введення або відсутності перевірок на безпеку.
Оцінка алгоритмів: розуміння ефективності використовуваних алгоритмів з можливістю оптимізації.
Розуміння структури проєкту: вивчення загальної структури та архітектурних рішень для ефективнішої модифікації коду.
Виявлення помилок логіки: виявлення неочевидних помилок, таких як невірна логіка в умовах.

📢 Підпишись на наш Ютуб-канал! 💡Корисні відео для програмістів вже чекають на тебе!

🔍 Обери свій курс програмування! 🚀 Шлях до кар’єри програміста починається тут!

Підписатися

Подивитися

Пропонуємо кілька прикладів успішних стратегій аналізу чужого коду:

Читання зверху вниз: почніть із вивчення загальної структури, файлів і каталогів для розуміння модульності проєкту.
Використання інструментів аналізу: застосування статичних аналізаторів коду та лінтерів для автоматичного виявлення проблем.
Вивчення документації для отримання ключової інформації про код.
Постановка запитань і спілкування: ставте запитання розробникам для ясного розуміння коду і виявлення можливих поліпшень.
Перевірка тестів: оцінка покриття коду тестами для виявлення потенційних проблем.
Рольове читання коду: уявлення себе в ролі користувача для виявлення недоліків з погляду кінцевого користувача.

Вивчення коду — навичка, яка розвивається з досвідом. І практика аналізу різних проєктів допомагає краще розуміти різноманітні стилі кодування та стратегії розробки.

Висновок

Уміння знаходити та виправляти помилки є важливою навичкою для будь-якого програміста. Помилки можуть виникати в будь-якому коді, незалежно від досвіду чи навичок програміста. І що швидше та ефективніше ви зможете знаходити та виправляти помилки, то швидше ви зможете завершити проєкт і зробити його надійнішим.

Пам’ятайте, існує безліч способів поліпшити свої навички налагодження. Ви можете читати книжки та статті з налагодження, дивитися відеоуроки, відвідувати курси та семінари, а також практикуватися у налагодженні власного коду.

Про пошук помилок у коді