如何通过分割问题 Debug

调试是有趣的,因为一开始调试是个迷题。它不按套路出牌,你觉得它在这里应该这样,但实际上却是另一回事。很多时候还不仅是这么简单---我给出的任何例子都会被设计来与一些偶尔在现实中会发生的情况相比较。调试需要创造力与智谋。如果说调试有简单之道,那就是在这个谜题上使用分治法。

假如,你创建了一个程序,它会依次执行十件事情。当你运行它的时候,它却崩溃了。但你本来的目的并不是想让它崩溃,所以现在一个谜题扔给你了。当你查看输出时,你可以看到序列里前七件事情运行成功了。最后三件事情在输出里却看不到,所以你的谜题变小了:“它是在执行第8、9、10件事的时候崩溃的”。

你是否可以设计一个实验来观察它是在哪件事情上崩溃呢?当然,你可以用一个调试器或者我们可以在第8第9件事后面加一些printlining的语句(或者你正在使用的任何语言里的等价的事情),当我们重新运行它的时候,我们的谜题会变得更小,比如“它是在做第九件事的时候崩溃的”。我发现,把谜题是怎样的一直清楚地记在心里能让我们保持注意力。当几个人在一个问题的压力下一起工作时,很容易忘记最重要的谜题是什么。

调试技术中分治的关键和算法设计里的分治是一样的。你只要从中间开始划分,就不用划分太多次,并且能快速地调试。但问题的中点在哪里?这就是真正需要创造力和经验的地方了。

对于一个真正的初学者来说,可能发生错误的地方好像在代码的每一行里都有。一开始,你看不到一些你稍后开发的时候才会看到的其它纬度,比如执行过的代码段,数据结构,内存管理,与外部代码的交互,一些有风险的代码,一些简单的代码。对于一个有经验的程序员,这些其他的维度为整个可能出错的事情展示了一个不完美但是有用的思维模型。拥有这样的思维模型能让一个人更高效地找到谜题的中点。

一旦你最终划分出了所有可能出错的地方,你必须试着判断错误躲在哪个地方。比如:这样一个谜题,哪一行未知的代码让我的程序崩溃了?你可以这样问自己,出错的代码是在我刚才执行的程序中间的那行代码的前面还是后面?通常你不会那么幸运就能知道错误在哪行代码甚至是哪个代码块。通常谜题更像这个样子的:“图中的一个指针指向了错误的结点还是我的算法里变量自增的代码没有生效?”,在这种情况下你需要写一个小程序去确认图中的指针是否都是对的,来决定分治后的哪个部分可以被排除。

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