Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание

Страуструп Бьерн

Большинство ошибок возникает в конце циклов.

• Правильно ли проинициализированы переменные в начале цикла?

• Правильно ли заканчивается цикл (часто на последнем элементе)?

Приведем пример, который содержит ошибку.

int do_loop(const vector<int>& v) // плохая функция

// неправильный цикл

{

int i;

int sum;

while(i<=vec.size) sum+=v[i];

return sum;

}

Здесь

содержатся три очевидные ошибки. (Какие именно?) Кроме того, хороший тестировщик немедленно выявит возможности для переполнения при добавлении чисел к переменной

sum

.

Многие циклы связаны с данными и могут вызвать переполнение при вводе больших чисел.

Широко известная и особенно опасная ошибка, связанная с циклами и заключающаяся в переполнении буфера, относится к категории ошибок, которые можно перехватить, систематически задавая два ключевых вопроса о циклах.

char buf[MAX]; // буфер фиксированного объема

char* read_line // опасная функция

{

int i = 0;

char ch;

while(cin.get(ch) && ch!='\n') buf[i++] = ch;

buf[i+1] = 0;

return buf;

}

Разумеется, вы не написали бы ничего подобного! (А почему нет? Что плохого в функции

read_line

?) Однако эта ошибка, к сожалению, является довольно распространенной и имеет разные варианты.

// опасный фрагмент

gets(buf); // считываем строку в переменную buf

scanf("%s",buf); // считываем строку в переменную buf

Поищите описание функций

gets

и

scanf

в своей документации и избегайте их как чумы. Под словом “опасная” мы понимаем, что переполнение буфера является инструментом для взлома компьютеров. В настоящее время реализации выдают предупреждение об опасности использования функции

gets

и ее аналогов.

26.3.3.4. Ветвление

Очевидно, что, делая выбор, мы можем принять неправильное решение. Из-за этого инструкции

if

и

switch

являются одними из основных целей для тестировщиков. Существуют две проблемы, которые необходимо исследовать.

• Все ли возможные варианты предусмотрены?

• Правильные ли действия связаны с правильными вариантами выбора?

Рассмотрим следующую бессмысленную функцию:

void do_branch1(int x, int y) // плохая функция

//

неправильное использование инструкции if

{

if (x<0) {

if (y<0)

cout << "Большое отрицательное число \n";

else

cout << "Отрицательное число \n";

}

else if (x>0) {

if (y<0)

cout << "Большое положительное число \n";

else

cout << "Положительное число \n";

}

}

Наиболее очевидная ошибка в этом фрагменте заключается в том, что мы забыли о варианте, в котором переменная

x

равна нулю. Сравнивая числа (положительные или отрицательные) с нулем, программисты часто забывают о нем или приписывают неправильной ветви (например, относят его к отрицательным числам). Кроме того, существует более тонкая (хотя и распространенная) ошибка, скрытая в этом фрагменте: действия при условиях (

x>0 && y<0

) и (

x>0 && y>=0

) каким-то образом поменялись местами. Это часто случается, когда программисты пользуются командами “копировать и вставить”.

Чем более сложными являются варианты использования инструкций

if

, тем вероятнее становятся ошибки. Тестировщики анализируют такие коды и стараются не пропустить ни одной ветви. Для функции

do_branch1

набор тестов очевиден.

do_branch1(–1,–1);

do_branch1(–1, 1);

do_branch1(1,–1);

do_branch1(1,1);

do_branch1(–1,0);

do_branch1(0,–1);

do_branch1(1,0);

do_branch1(0,1);

do_branch1(0,0);

По существу, это наивный подход “перебора всех альтернатив”, которой мы применили, заметив, что функция

do_branch1

сравнивает значения с нулем с помощью операторов

<

и

>

. Для того чтобы выявить неправильные действия при положительных значениях переменной

x

, мы должны объединить вызовы функции с желаемыми результатами.

Обработка инструкций

switch

аналогична обработке инструкций

if

.

void do_branch1(int x, int y) // плохая функция

// неправильное использование инструкции switch

{

if (y<0 && y<=3)

switch (x) {

case 1:

cout << "Один\n";

break;

case 2: