Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание - Бьёрн Страуструп

реальностью, в которой существуют не зависящие от нас условия и спешка.

А теперь представим себе плохую функцию, которую нам требуется протестировать. Под плохой функцией мы понимаем следующее.

• Входные данные. Требования к входным данным (явные или неявные) сформулированы не так четко, как нам хотелось бы.

• Выходные данные. Результаты (явные или неявные) сформулированы не так четко, как нам хотелось бы.

• Ресурсы. Условия использования ресурсов (время, память, файлы и пр.) сформулированы не так четко, как нам хотелось бы.

Под явным или неявным мы подразумеваем, что следует проверять не только формальные параметры и возвращаемое значение, но и влияние глобальных переменных, потоки ввода-вывода, файлы, распределение свободной памяти и т.д. Что же мы можем сделать? Во-первых, такая функция практически всегда бывает очень длинной, иначе ее требования и действия можно было бы описать более точно. Возможно, речь идет о функции длиной около пяти страниц или функции, использующей вспомогательные функции сложным и неочевидным способом. Для функции пять страниц — это много. Тем не менее мы видели функции намного-намного длиннее. К сожалению, это не редкость.

 

 Если вы проверяете свой код и у вас есть время, прежде всего попробуйте разделить плохую функцию на функции меньшего размера, каждая из которых будет ближе к идеалу функции с точной спецификацией, и в первую очередь протестируйте их. Однако в данный момент мы будем предполагать, что наша цель — тестирование программного обеспечения, т.е. систематический поиск как можно большего количества ошибок, а не простое исправление выявленных дефектов.

 

 Итак, что мы ищем? Наша задача как тестировщиков — искать ошибки. Где они обычно скрываются? Чем отличаются программы, которые чаще всего содержат ошибки?

• Неуловимые зависимости от другого кода. Ищите использование глобальных переменных, аргументы, которые передаются не с помощью константных ссылок, указатели и т.п.

• Управление ресурсами. Обратите внимание на управление памятью (операторы new и delete), использование файлов, блокировки и т.п.

• Поищите циклы. Проверьте условия выхода из них (как в функции binary_search()).

• Инструкции if и switch (которые часто называют инструкциями ветвления). Ищите ошибки в их логике.

Рассмотрим примеры, иллюстрирующие каждый из перечисленных пунктов.

26.3.3.1. Зависимости

Рассмотрим следующую бессмысленную функцию.

int do_dependent(int a,int& b) // плохая функция

                               // неорганизованные зависимости

{

  int val;

  cin>>val;

  vec[val] += 10;

  cout << a;

  b++;

  return b;

}

Для тестирования функции do_dependent() мы должны не просто синтезировать набор аргументов и посмотреть, что она с ними будет делать. Мы должны учесть, что эта функция использует глобальные переменные cin, cout и vec. Это обстоятельство вполне очевидно в данной небольшой и бессмысленной программе, но в более крупном коде оно может быть скрыто. К счастью, существует программное обеспечение, позволяющее находить такие зависимости. К несчастью, оно не всегда доступно и довольно редко используется. Допустим, у нас нет программного обеспечения для анализа кода и мы вынуждены строка за строкой просматривать функцию в поисках ее зависимостей.

Для того чтобы протестировать функцию do_dependent(), мы должны проанализировать ряд ее свойств.

• Входные данные функции

 • Значение переменной a.

 • Значения переменной b и переменной типа int, на которую ссылается переменная b.

 • Ввод из потока cin (в переменную val) и состояние потока cin.

 • Состояние потока cout.

 • Значение переменной vec, в частности значение vec[val].

• Выходные данные функции

 • Возвращаемое значение.

 • Значение переменной типа int, на которую ссылается переменная b (мы ее инкрементировали).

 • Состояние объекта cin (проверьте состояния потока и формата).

 • Состояние объекта cout (проверьте состояния потока и формата).

 • Состояние массива vec (мы присвоили значение элементу vec[val]).

 • Любые исключения, которые мог сгенерировать массив vec (ячейка vec[val] может находиться за пределами допустимого диапазона).

 

 Это длинный список. Фактически он длиннее, чем сама функция. Он отражает наше неприятие глобальных переменных и беспокойство о неконстантных ссылках (и указателях). Все-таки в функциях, которые просто считывают свои аргументы и выводят возвращаемое значение, есть своя прелесть: их легко понять и протестировать.

Как только мы идентифицировали входные и выходные данные, мы тут же оказываемся в ситуации, в которой уже побывали, тестируя binary_search(). Мы просто генерируем тесты с входными значениями (для явного и неявного ввода), чтобы увидеть, приводят ли они к желаемым результатам (явным и неявным). Тестируя функцию do_dependent(), мы могли бы начать с очень большого значения переменной val и отрицательного значения переменной val, чтобы увидеть, что произойдет. Было бы лучше, если бы массив vec оказался вектором, предусматривающим проверку диапазона (иначе мы можем очень просто сгенерировать действительно опасные ошибки). Конечно, мы могли бы поинтересоваться, что сказано об этом в документации, но плохие функции, подобные этой, редко сопровождаются полной и точной спецификацией, поэтому мы просто “сломаем” эту функцию (т.е. найдем ошибки) и начнем задавать вопросы о ее корректности. Часто такое сочетание тестирования и вопросов приводит к переделке функции.

26.3.3.2. Управление ресурсами

Рассмотрим бессмысленную функцию.

void do_resources1(int a, int b, const char* s) // плохая функция

                           // неаккуратное использование ресурсов

{

  FILE* f = fopen(s,"r");    // открываем файл (стиль C)

  int* p = new int[a];       // выделяем память

  if (b<=0) throw Bad_arg(); // может генерировать исключение

  int* q = new int[b];       // выделяем еще немного памяти

  delete[] p;                // освобождаем память,

                             // на которую ссылается указатель p

}

Для того чтобы протестировать функцию do_resources1(), мы должны проверить, правильно ли распределены ресурсы, т.е. освобожден ли выделенный ресурс или передан другой функции.

Перечислим очевидные недостатки.

• Файл s не закрыт.

• Память, выделенная для указателя p, не освобождается, если b<=0 или если второй оператор new генерирует исключение.

• Память, выделенная для указателя q, не освобождается, если 0<b.

Кроме того, мы всегда должны рассматривать возможность того, что попытка открыть файл закончится неудачей. Для того чтобы получить этот неутешительный результат, мы намеренно использовали устаревший стиль программирования