В этом уроке рассматриваются распространенные проблемы программистов — ошибки в коде, или баги. Узнаем типы ошибок, причины их возникновения и методы исправления.
Что такое баг?
В программировании ошибки называются багами (от англ. bug — жук). Название связано со случаем, когда сбой в работе одного из первых компьютеров был вызван насекомым. Множество багов в проекте означает наличие большого количества ошибок.
Типы ошибок
Ошибки в программах классифицируются следующим образом:
- Логические ошибки: Не приводят к прерыванию программы, но результат не соответствует ожидаемому (например, программа должна вывести 5, а выводит 3). Код синтаксически правилен, но логика неверна. Обнаруживаются ручным просмотром кода.
- Арифметические ошибки: Связаны с математическими вычислениями. Распространенная ошибка — деление на ноль, приводящее к ошибке выполнения. Возможны и другие ошибки, связанные с некорректными математическими операциями.
- Синтаксические ошибки: Возникают из-за неверного написания кода, несоблюдения синтаксиса языка программирования. Пропущенный символ или неправильное использование операторов приводят к таким ошибкам. IDE (интегрированная среда разработки) обычно указывает на них.
- Ошибки компиляции: Возникают при преобразовании исходного кода в машинный. Многие ошибки, включая синтаксические, обнаруживаются на этом этапе. Проверяется синтаксис и логическая корректность программы.
- Ошибки среды выполнения (runtime errors): Появляются во время выполнения программы. Часто связаны с неправильной работой с памятью (например, переполнение памяти) или отсутствием доступа к ресурсам (например, к сети Интернет). Проявляются только при тестировании программы.
- Ошибки переполнения: Возникают, когда значение переменной превышает допустимый максимум. Аналогия — переполнение банки водой.
- Ошибки взаимодействия: Возникают из-за несоответствия программного и аппаратного обеспечения. Например, программа для Android может не работать на iOS.
Отладка ошибок
Способ обнаружения ошибок зависит от их типа. IDE подсвечивает мелкие ошибки (синтаксические, арифметические) во время написания кода. Ошибки компиляции приводят к невозможности запуска программы, и IDE указывает на место ошибки. Логические и ошибки среды выполнения обнаруживаются после запуска проекта. Поиск ошибок — сложный и трудоемкий процесс, требующий многократного запуска и тестирования программы.
Исправление и предотвращение ошибок
Исправление ошибок осуществляется путем изменения кода: добавления, удаления или изменения фрагментов. Способы исправления зависят от типа и причины ошибки. Языки программирования отличаются по набору возможных ошибок. Например, в C++ необходимо вручную управлять памятью, что может привести к ошибкам, в то время как в более современных языках эта задача автоматизирована. Для снижения количества ошибок используется тестирование, в том числе написание отдельного кода для проверки основной программы. Это помогает выявить многие ошибки, но не все.