第五講可靠性與程序設(shè)計(jì)風(fēng)格

第五講可靠性與程序設(shè)計(jì)風(fēng)格第1頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.什么是軟件可靠性

軟件可靠性在特定環(huán)境特定時(shí)間內(nèi)程序不是擺地運(yùn)行的概率信息安全可靠性：訪問(wèn)控制、加密程序運(yùn)行可靠性：編程風(fēng)格、測(cè)試軟件錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)

功能錯(cuò)：占整個(gè)軟件錯(cuò)誤27%，是需求分析設(shè)計(jì)不完整而引起的系統(tǒng)錯(cuò)：占整個(gè)軟件錯(cuò)誤16%，是總體設(shè)計(jì)錯(cuò)誤而引起的數(shù)據(jù)錯(cuò)：占整個(gè)軟件錯(cuò)誤10%，由編碼錯(cuò)誤引起的編碼錯(cuò)：占整個(gè)軟件錯(cuò)誤4%，程序員編碼錯(cuò)誤引起的其它錯(cuò)：占整個(gè)軟件錯(cuò)誤4%，由文檔錯(cuò)和硬件錯(cuò)所引起的第2頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一軟件錯(cuò)誤分類詞法錯(cuò)誤：打字錯(cuò)誤語(yǔ)法錯(cuò)誤：編譯錯(cuò)誤語(yǔ)義錯(cuò)誤：連接錯(cuò)誤邏輯錯(cuò)誤：運(yùn)行錯(cuò)誤錯(cuò)誤越“高級(jí)”，解決代價(jià)越高昂非常難以發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤常常是小錯(cuò)誤第3頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.軟件測(cè)試評(píng)審和測(cè)試是發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的主要途徑軟件測(cè)試就是為了盡可能多地發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤和缺陷軟件測(cè)試不能證明軟件沒(méi)有錯(cuò)誤第4頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一測(cè)試用例：測(cè)試數(shù)據(jù)+預(yù)期結(jié)果不僅設(shè)計(jì)合法的測(cè)試用例，也要設(shè)計(jì)非法的和非預(yù)期的測(cè)試用例用少量測(cè)試用例發(fā)現(xiàn)盡可能多的錯(cuò)誤測(cè)試用例、測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試統(tǒng)計(jì)都應(yīng)保留應(yīng)避免程序員測(cè)試自己的程序徹底測(cè)試整個(gè)軟件錯(cuò)誤群集：若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤數(shù)目多，則殘存錯(cuò)誤數(shù)目也比較多

第5頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一單元測(cè)試模塊接口測(cè)試局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)測(cè)試路徑測(cè)試錯(cuò)誤處理測(cè)試邊界測(cè)試：±1驅(qū)動(dòng)模塊：相當(dāng)于所測(cè)模塊的主程序。它接收不同測(cè)試用例的測(cè)試數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)傳給所測(cè)模塊，最后輸出實(shí)測(cè)結(jié)果樁模塊：也稱存根模塊、連接模塊。用以代替所測(cè)模塊調(diào)用的子模塊。樁模塊不需要具備子模塊所有功能，但也不能什么事情都不做，要模擬實(shí)際子模塊的功能第6頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一組裝測(cè)試：也叫做集成測(cè)試或聯(lián)合測(cè)試，發(fā)現(xiàn)與接口相聯(lián)系的問(wèn)題

數(shù)據(jù)穿過(guò)接口時(shí)可能會(huì)丟失某個(gè)模塊可能會(huì)破壞另一個(gè)模塊的功能各子模塊組合起來(lái)可能達(dá)不到預(yù)期要求的主功能全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可能出問(wèn)題單個(gè)模塊可以接受的誤差，裝配以后可能會(huì)放大（或積累）到不能接受的程度確認(rèn)測(cè)試：又稱驗(yàn)收測(cè)試驗(yàn)證軟件的功能和性能及其他特性是否與用戶的要求一致軟件需求規(guī)格說(shuō)明書既是軟件開發(fā)依據(jù)，也是軟件驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

第7頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一黑盒測(cè)試：又稱功能測(cè)試，完全不考慮程序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和處理過(guò)程等價(jià)類劃分：把所有可能的輸入數(shù)據(jù)（有效的和無(wú)效的）劃分成若干個(gè)等價(jià)類，從每個(gè)等價(jià)類中只取一組數(shù)據(jù)作為測(cè)試數(shù)據(jù)邊界值分析：處理邊界情況時(shí)程序最容易發(fā)生錯(cuò)誤。選取剛好等于、稍小于和稍大于等價(jià)類邊界值的數(shù)據(jù)作為測(cè)試數(shù)據(jù)錯(cuò)誤推測(cè)：靠直覺(jué)和經(jīng)驗(yàn)列舉出程序中可能有的錯(cuò)誤和容易發(fā)生錯(cuò)誤的特殊情況，并且根據(jù)它們選擇測(cè)試方案，作為輔助手段綜合策略：將各種技術(shù)結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，形成綜合的測(cè)試策略第8頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一白盒測(cè)試：又稱結(jié)構(gòu)測(cè)試，完全了解程序的結(jié)構(gòu)和處理過(guò)程邏輯覆蓋一系列測(cè)試過(guò)程逐漸進(jìn)行越來(lái)越完整的通路測(cè)試語(yǔ)句覆蓋：至少每個(gè)語(yǔ)句應(yīng)該執(zhí)行一次判定覆蓋：又叫分支覆蓋，不僅每個(gè)語(yǔ)句必須至少執(zhí)行一次，而且每個(gè)判定的每種可能的結(jié)果都應(yīng)該至少執(zhí)行一次條件覆蓋：不僅每個(gè)語(yǔ)句至少執(zhí)行一次，而且使判定表達(dá)式中的每個(gè)條件都取到各種可能的結(jié)果。條件覆蓋通常比判定覆蓋強(qiáng)、更細(xì)判定/條件覆蓋：使得判定表達(dá)式中的每個(gè)條件都取到各種可能的值，而且每個(gè)判定表達(dá)式也都取到各種可能的結(jié)果；也可能有相反的情況條件組合覆蓋：選取足夠多的測(cè)試數(shù)據(jù)，使得每個(gè)判定表達(dá)式中條件的各種可能組合都至少出現(xiàn)一次路徑覆蓋：每條可能路徑都至少執(zhí)行一次第9頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3.軟件糾錯(cuò)

軟件測(cè)試：盡可能多地暴露程序中的錯(cuò)誤軟件調(diào)試：發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的最終目的是為了改正錯(cuò)誤

調(diào)試方法輸出存儲(chǔ)器內(nèi)容適當(dāng)插入打印語(yǔ)句使用專門的調(diào)試工具：設(shè)置斷點(diǎn)調(diào)試策略試探法：分析錯(cuò)誤征兆，猜想故障的大致位置回溯法：人工沿程序的控制流往回追蹤程序代碼，直到找出錯(cuò)誤的根源或確定故障范圍為止歸納法：收集、整理數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，提出假設(shè)，證明假設(shè)演繹法：從一般原理出發(fā)，經(jīng)過(guò)刪除和精化推導(dǎo)出結(jié)論第10頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4.編程風(fēng)格高效+技巧安全+可靠時(shí)間、空間效率可用性、可維護(hù)性、可移植性良好的編程風(fēng)格可以減少軟件錯(cuò)誤程序設(shè)計(jì)風(fēng)格源程序文檔化：標(biāo)識(shí)符名，注釋，視覺(jué)組織數(shù)據(jù)說(shuō)明：變量名，排列順序語(yǔ)句構(gòu)造：易讀>效率,避免復(fù)雜的語(yǔ)句輸入和輸出：校驗(yàn)，允許缺省值，輸出加注釋效率:追求效率要建立在不損害程序可讀性或可靠性基礎(chǔ)之上。要先使程序正確、再提高效率，要先使程序清晰，再提高程序效率第11頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一命名約定當(dāng)同時(shí)多個(gè)程序員合作從事一個(gè)項(xiàng)目時(shí)當(dāng)把程序移交給另一個(gè)程序員修改和維護(hù)時(shí)當(dāng)其他程序員評(píng)審程序時(shí)當(dāng)程序過(guò)大需要分部分考慮時(shí)當(dāng)一個(gè)項(xiàng)目中頻繁使用不常見詞匯命名約定可以強(qiáng)化相關(guān)項(xiàng)之間的關(guān)系命名約定可以彌補(bǔ)語(yǔ)言的缺陷命名約定可以幫助程序員更快熟悉項(xiàng)目的代碼命名約定可以防止一個(gè)變量多名命名約定可以增強(qiáng)程序的可讀性第12頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一命名注意事項(xiàng)堅(jiān)持使用英語(yǔ)命名，不用漢語(yǔ)拼音及縮寫名稱最佳長(zhǎng)度：介于MaximumNumberOfPointsSince1896和x之間名稱的作用域：短名稱總是不好么？反義詞可以保持名稱的連續(xù)性：add/removebegin/endcreate/destroyinsert/deletefirst/lastget/releaseincrement/decrementput/getup/downlock/unlockmin/maxnext/previousold/newopen/closeshow/hidesource/destinationstart/stop循環(huán)變量：i/j/k狀態(tài)變量：Flag/StatusFlag/PrintFlag/DataReady/Type臨時(shí)變量：temp/t/x邏輯變量：Done/Error/Found/Success常量：PI/CYCLES_NEEDED第13頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一匈牙利命名法：見名知義小寫前綴與大小寫混合的單詞組合一整套對(duì)子程序和變量的詳細(xì)命名約定發(fā)明者CharlesSimonyi原為匈牙利人組成部分基本類型、一個(gè)以上前綴、一個(gè)限定詞基本類型（小寫）：程序語(yǔ)言中沒(méi)有的抽象數(shù)據(jù)類型例如：wn:窗口scr：屏幕區(qū)fon：字體ch：字符pa：段落WNwnMain;SCRscrUserWorkspace;前綴（小寫）：標(biāo)準(zhǔn)化的，可以與基本類型組合 例如：a:數(shù)組c:數(shù)目e:數(shù)組元素g:全局變量

i:數(shù)組下標(biāo)m:模塊層次的變量p(lp,np):指針h:處理限定記號(hào)（大小寫混合）：名稱的描述部分舉例：achDeleteichMinpachInsertcscrMenu第14頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一注釋：源代碼中的文檔代碼的重復(fù)：沒(méi)有附加信息代碼的解釋：應(yīng)當(dāng)改進(jìn)代碼代碼中的標(biāo)記：開發(fā)記錄提示，后續(xù)的工作代碼的總結(jié)：增加可讀性代碼意圖的描述：?jiǎn)栴}一級(jí)的注釋要注釋還是不要注釋注釋一定要準(zhǔn)確不精確的(錯(cuò)誤的)注釋比沒(méi)有注釋更糟第15頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一序言性注釋安排在每個(gè)程序模塊的起始部分，對(duì)程序的整體說(shuō)明，對(duì)于理解程序本身具有引導(dǎo)作用程序或模塊的功能方面的說(shuō)明：程序或模塊標(biāo)題、功能界面描述：調(diào)用形式、輸入輸出參數(shù)的意義、引用的子程序重要變量的使用、限制及其它信息開發(fā)歷史：編者（日期）、審查者（日期）、修改（日期）功能性注釋嵌入在源程序體內(nèi)，描述其后的語(yǔ)句或程序段的處理功能描述的對(duì)象是一段程序，而不是每一個(gè)語(yǔ)句適當(dāng)使用縮進(jìn)和空行，使程序與注釋容易區(qū)別第16頁(yè)，共18頁(yè)，2023年，2月20日，星期一空間布局每行僅寫一條語(yǔ)