Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

Написав предусловия (даже в виде комментариев), вы значительно повысите качество программы: это заставит вас задуматься о том, какие аргументы требует функция. Если вы не можете просто и ясно сформулировать эти требования в виде комментария, то, вероятно, вы плохо продумали свою программу. Опыт показывает, что такие предусловия и их проверки помогают избежать многих ошибок. Мы уже указывали, что ненавидим отладку; ясно сформулированные предусловия позволяют избежать конструктивных ошибок, а также устранить неправильное использование функций на ранних стадиях разработки программы. Вариант

int my_complicated_function(int a, int b, int c)

// Аргументы являются положительными и a < b < c

{

if (!(0

  error("Неверные аргументы функции mcf");

  // ...

}

сэкономит ваше время и силы по сравнению с более простым вариантом:

int my_complicated_function(int a, int b, int c)

{

  // ...

}

5.10.1. Постусловия

Формулировка предусловий позволяет улучшить структуру программы и перехватить неправильное использование функций на ранних этапах программирования. Можно ли использовать эту идею где-нибудь еще? Да, на ум сразу приходит оператор return! Помимо всего прочего, следует указать, что именно функция будет возвращать; иначе говоря, если мы возвращаем из функции какое-то значение, то всегда обещаем вернуть что-то конкретное (а как иначе вызывающая функция будет знать, чего ей ждать?).

Вернемся к нашей функции, вычисляющей площадь прямоугольника (см. раздел 5.6.1).

// Вычисляет площадь прямоугольника;

// если аргументы неправильные, генерирует исключение Bad_area

int area(int length, int width)

{

  if (length<=0 || width <=0) throw Bad_area();

    return length*width;

}

Эта функция проверяет предусловия, но они не сформулированы в виде комментариев (для такой короткой функции это вполне допустимо), и считается, что все вычисления проводятся корректно (для таких простых вычислений это также вполне приемлемо). И тем не менее эту функцию можно было написать намного яснее.

int area(int length, int width)

// Вычисляет площадь прямоугольника;

// предусловия: аргументы length и width являются положительными

// постусловия: возвращает положительное значение, являющееся

// площадью

{

  if (length<=0 || width <=0) error("area() pre-condition");

  int a = length*width;

  if (a<=0) error("area() post-condition");

  return a;

}

Мы не можем проверить выполнение всех постусловий, но можем проверить их часть, убедившись, что возвращаемое число является положительным.

ПОПРОБУЙТЕ

Найдите пару значений, при которых предусловие выполняется, а постусловие — нет.

Пред- и постусловия обеспечивают проверку логичности кода. Они тесно связаны с понятиями инвариантов (раздел 9.4.3), корректности (разделы 4.2 и 5.2), а также с тестированием (глава 26).

5.11. Тестирование

Как определить, когда следует остановить отладку? Ясно, что отладка должна идти до тех пор, пока не будут выявлены все ошибки, — или нам так покажется. А как узнать, что мы нашли последнюю ошибку? Мы не знаем. Последняя ошибка — это шутка программистов. Такой ошибки не существует. В большой программе никогда невозможно найти последнюю ошибку.

  Кроме отладки, нам необходим систематический подход к поиску ошибок. Он называется тестированием (testing) и рассматривается в разделе 7.3, упражнениях к главе 10 и в главе 26. В принципе тестирование — это выполнение программы с большим и систематически подобранным множеством входных данных и сравнение результатов с ожидаемыми. Выполнение программы с заданным множеством входных данных называют тестовым вариантом (test case). Для реальных программ могут потребоваться миллионы тестовых вариантов. Тестирование не может быть ручным, когда программист набирает варианты тест за тестом, поэтому в последующих главах мы рассмотрим инструменты, необходимые для правильного тестирования.

  Тем временем напомним, что тестирование основано на убеждении, что поиск ошибок выполняется правильно. Рассмотрим пример.

Точка зрения 1. Я умнее любой программы! Я могу взломать код @#$%^!

Точка зрения 2. Я вылизывал эту программу две недели. Она идеальна!