Тестирование и отладка приложений
Виды ошибок
Как показывает программистская практика, ни одну программу реальной степени сложности не удается с первого раза написать без ошибок. Наиболее простыми и поэтому самыми безобидными являются синтаксические ошибки. Синтаксическая ошибка – это нарушение формальных правил написания конструкций языка программирования. Синтаксические ошибки вызывают появление диагностических сообщений. Если причина ошибки не ясна, то нажатием функциональной клавиши F1 можно получать контекстную подсказку и с ее помощью легко разобраться.
Следующей разновидностью можно назвать ошибки, связанные с неправильным применением различных конструкций Delphi. Приложение работает, но делает “не то, что надо” (окна открываются не так или не там, где хотелось бы, отдельные компоненты не работают и т.д.). В таком случае придется просто более внимательно изучать свойства применяемых объектов и разобраться в правилах их использования в своих разработках.
Как и в других языках программирования, так и при работе в Delphi могут встречаться логические ошибки, когда результаты выполнения не соответствуют ожидаемым. Для проверки приложений всегда необходимо проводить тестирование и отладку. Тестирование – это запуск программы на разных наборах исходных данных и анализ полученных результатов. Отладка – это выявление и устранение причин ошибок, если их наличие установлено тестированием. Иногда встречается термин испытание программы, под этим обычно подразумевают определение эксплуатационных характеристик и оценка их соответствия техническому заданию (по времени выполнения, скорости реакции, объему требуемой памяти . . .).
Отладочные средства Delphi
Рассмотрим следующие отладочные средства:
трассировка;
окна просмотра;
точки прерывания (Breakpoints; иногда в литературе их называют контрольными точками).
Трассировка – это выполнение программы по строкам с наблюдением за операторами циклов и разветвлений и промежуточными результатами. Для выполнения трассировки используют следующие функциональные клавиши:
F7 выполнение программы по строкам, в том числе внутри процедур и функций;
F8 выполнение программы по строкам, но без входа в процедуры и функции, строка с их вызовом рассматривается как один оператор;
F4 выполнение программы до курсора.
Трассировка, как правило, бессмысленна без окон просмотра: в них видны значения переменных. Для включения переменной в окно просмотра необходимо поставить курсор на нее и нажать комбинацию клавиш Ctrl+F5. Внешний вид окна просмотра показан на рис. 4.1. В нем имеется две переменных per и s1 до запуска программы, поэтому их значения не определены.
Рис. 4.1. Окно просмотра
Для трассировки программы вместо ее обычного запуска нажимаем на клавишу F7: выполняется трансляция и приложение останавливается на первом исполняемом операторе. При каждом нажатии на F7 выполняется только одна строка программы и изменения значений переменных отражаются в окне просмотра. Во время трассировки текущая строка выделена синей полосой (строка, на которой находится полоса еще не выполнена!). Для наглядности трассировки целесообразно разместить не более одного оператора в строке, а оператор if . . .then . . .else разместить на трех строках, чтобы был виден результат проверки условия. Если программа не содержит процедур и функций, то клавиши F7 и F8 ничем не отличаются. Клавишей F8 лучше пользоваться, если вызываемые процедуры уже отлажены и их построчное выполнение лишь затруднит слежение за логикой программы в целом.
На практике трассировку целесообразно выполнять следующим образом. Определить, какую часть программы необходимо проверять. В качестве такой части можно выбрать процедуру, выполняемую при выборе пункта меню или при нажатии кнопки. Перед первым исполняемым оператором этой процедуры поставим курсор и нажмем на клавишу F4. Приложение запускается и остановится на курсоре. Дальнейшую трассировку выполняем клавишами F7 или F8. Если установим курсор в процедуре, которая соответствует пункту меню, то приложение запускается как обычно и остановится в ожидании выбора из меню. После выбора того пункта, реализацию которого необходимо проверить, происходит остановка на курсоре и можно приступать к трассировке. Если с самого начала пользоваться клавишей F7 (или F8), то приложение остановится в ожидании выбора из меню, а после выбора будет работать до конца, потому что в вызываемой из меню процедуре нет причин, заставляющих ее остановиться. Таким образом, по очереди можно проверять процедуры всех пунктов меню и кнопок. Трассировка особенно полезна для проверки разветвлений и циклов. В разветвлениях можно установить, почему она выполнена неправильно: неправильно написано условие или неправильные данные. В циклах можно следить за постепенным формированием результата, за промежуточными данными, за используемыми и получаемыми на каждом шагу значениями, а также обнаружить причину зацикливания, если такое имеет место. Если в ходе пошагового выполнения ошибку удалось обнаружить, то процесс можно в любой момент остановить выбором подпункта Reset из меню Run.
Точки прерываний предоставляют аналогичный способ проверки приложения. Сначала надо определить, в каких местах программы целесообразно анализировать промежуточные результаты и расставить по ним точки прерываний. Для установки точки прерывания поставим курсор на нужную строку, войдем в меню Delphi, выберем пункт Run и подпункт Add Breakpoint. Точка прерывания выделяется красной полосой. Количество точек прерывания в принципе не ограничено. Можно установить и условные точки прерывания. После выбора пункта меню Add Breakpoint появляется диалоговое окно, в котором имеется строка Condition, в эту строку можно писать условия останова на точке прерывания. Конечно, значения всех переменных, участвующих в этом условии, должны быть определены.
При запуске приложения оно выполняется до первой точки прерывания, при повторном запуске до второй точки и т.д. до конца. Естественно, что если точка прерывания не оказалась на данном пути выполнения программы, то она игнорируется. После остановки программы на точке прерывания можно дальше выполнять ее по строкам, можно добавить переменные в окно просмотра. Имейте в виду, что если точка прерывания установлена внутри цикла, то прерывания происходят на каждом шаге выполнения цикла. Когда отладка закончена, то для удаления точек прерываний войдите в пункт меню View, выберите подпункт View Breakpoints: откроется окно Breakpoints List, в котором перечислены все точки прерывания. Нажатием правой клавиши мыши на этом окне откроется меню, с помощью которого можно их удалить.
В Delphi имеются и другие, более сложные в применении отладочные средства.