算法合集之《论程序的调试技巧》.doc

--------------------------校验:_____________-----------------------日期:_____________算法合集之《论程序的调试技巧》论程序的调试技巧【关键字】调试技巧、测试方法、测试用例设计【摘要】本文结合作者自身经验,对竞赛中程序的调试技巧做了详细的阐述和总结。在介绍了编程中常见的错误类型和集成环境的调试工具之后,给出了一般调试流程,并着重讲述了其中的动态查错技巧,做了一定的归纳。最后通过一个调试实例来体现本文所论述的调试技巧的具体应用【正文】程序调试的必要性程序设计过程中,错误是在所难免的。虽然有些程序员认为一个程序可以做到完美无瑕,但实际情况却并非如此,不然就不会有人对Windows怨气冲天了。尽管信息学竞赛中所编的程序从来不会像Windows那样庞大,最多也是仅仅几百K而已,但由于时间有限,选手们的程序难免有疏漏之处。因此,调试就成了极其重要的一环。如何在紧迫的时间内快速准确地发现并改正错误,正是本文所要讨论的问题。常见错误类型归纳《孙子兵法》云:“知己知彼,百战不殆。”对于程序调试者来说,程序中的错误就好比是敌人,如能准确把握敌人的情况,无疑是极为有利的。下面我们就来对常见的一些错误类型进行归纳并给出解决方法。思路错误这要看是基本算法错误还是功能缺陷。前者需要重写大部分代码,是否重写则根据时间是否充裕而定,后者只需增加一部分代码,再修改某些地方,这时应全面考虑,以防遗漏应该修改的地方。语法错误这个没什么可说的,作为一名信息学竞赛的选手,应该对自己选择的编程语言的语法了如指掌,具体在这里就不多讲了。书写错误这种错误令人十分头痛,一般的书写错误在编译时都能找出来,但如果你在表达式中用到变量j时误写成了i,不但编译程序找不出来,自己找时也由于两者样子比较相似,难以发现。排除这种错误只能靠“细心”两字,具体可使用下面要介绍的静态查错法。输出格式错误由于现在信息学竞赛采用黑箱测试法,由于输出格式错误而导致失分的例子屡见不鲜。一个标点,一个空格,都会导致最后的悔恨。因此,在调试时先要核对输出格式,针对不同输出格式多设计几个测试用例,以防一失足成千古恨。其它编程时易犯的错误除了上面所说的错误类型外,其它就属于编程时在细节上考虑不周所造成的了。下面仅列举其中一些较为隐蔽的错误。只有靠平时不断总结积累,才能真正的做到“知己知彼”。①变量未赋初值看下面的程序段Fori:=1toNDoIfA[i]>MaxThenMax:=A[i];WriteLn(Max);这个程序段的原意显然是要输出数组A中最大的数。但由于它遗漏了将Max赋初值的语句,因此很可能会出现输出的数并不在数组A中的错误。应该在过程开头添上一句Max:=-MaxInt;。养成变量使用前先赋初值的****惯能预防许多较隐蔽的错误。中间运算越界看下面这两句语句A:=1000;B:=A*ADiv100;其中A,B都是Integer类型。按照我们的想法,1000*1000Div100=10000。然而当我们察看B的值的时候,却发现B等于169。原因是Pascal在进行编译时,总是先计算出A*A,把它放到一个中间变量中,然后再计算出最后结果放入B中。而A*A超出了Integer的范围,这就是造成错误的根本原因。要使Pascal能报告这类错误,只要打开编译开关Q即可。对此类错误解决方法是使用强制类型转换,写成B:=LongInt(A)*ADiv100。编译程序会自动把中间变量规定为LongInt类型,就不会越界了。局部变量与全局变量同名造成概念混乱这个实际上不能算错误,然而有许多错误正是因此而起。一个常见的错误是当我们在过程中使用全局变量时,忘记了自己在该过程中还定义了一个同名的局部变量,从而使得实际的程序与我们的思路不一致;另一个常见的错误是局部变量忘记定义,在过程(函数)中实际上使用的是全局变量,而出现错误往往是在这个过程(函数)之外某个需要使用该全局变量的地方,这就增加了调试的难度。因此,应该尽量避免使用同名变量。If-Then-Else语句混乱Pascal对If-Then-Else语句的规定是:If-Then语句可以没有Else语句与之相匹配;Else语句总是匹配最近的If-Then语句。这一点使得我们在使用嵌套的If-Else语句时容易出错。如下面这个例子:If条件aThenIf条件bThen代码段bElse代码段a我们的原意是让代码段a在条件a不成立时执行,但由于Else语句总是匹配最近的If-Then语句,因此这个Else是与If条件bThen这个语句相匹配的,也就是说代码段a要满足条件a成立且条件b不成立时才会执行,与我们原意相去甚远。解决方法是在需要的地方加一个空的Else,就如上面的例子,要在If条件bThen语句后