Каждый, кто изучает программирование, несомненно, рано или поздно столкнется с термином «отладка». Этот процесс означает полную проверку исходного кода компьютерной программы, целью которой является выявление любых ошибок, содержащихся в коде. Если вы хотите, чтобы разработанное вами программное обеспечение работало так, как задумано, на всех целевых платформах и устройствах, использование отладчика будет просто необходимо. В следующей статье вы узнаете, что такое отладчик, как работают эти полезные программы и где они обычно используются.
Что такое отладчик?
Отладчик — это компьютерная программа, которая позволяет обнаруживать и диагностировать ошибки в компьютерном программном обеспечении. Цель отладочных инструментов — обеспечить длительную функциональность данного программного обеспечения на всех предполагаемых устройствах и платформах. По этой причине многие отладчики исследуют не только соответствующий исходный код, но и взаимодействие с исполняющей операционной системой и базовым оборудованием. Процесс отладки происходит во время выполнения, то есть программное обеспечение не нужно закрывать для проверки.
Термин «отладка» относится к процессу выявления ошибок программирования. Он также часто используется, если применяется другой метод устранения неполадок без отладчика.
Отладка содержит «баг», потому что это слово десятилетиями использовалось для описания всевозможных ошибок программирования при разработке программного обеспечения. Инженеры даже называли неисправности «багами» еще в 19 веке. Исходя из этого термина, решение программной ошибки называют «исправлением ошибки».
Отладчики — это компьютерные программы, которые помогают разработчикам при устранении неполадок в программном обеспечении. Обнаруженные в процессе отладки ошибки — также известные как баги — могут быть легко устранены, обеспечивая долгосрочную функциональность программного обеспечения.
Какие функции выполняет отладчик?
Не бывает идеального программного обеспечения без ошибок. Поэтому без ежедневной оптимизации не обойтись. Здесь большая проблема часто заключается не в том, чтобы найти ошибочные процессы в последовательности программирования, а в том, чтобы определить их точную причину. Даже просто неправильно расположенная скобка или неверно использованный оператор могут привести к тому, что программа перестанет функционировать должным образом. В случае сотен или даже тысяч строк кода ручной поиск, выполняемый строка за строкой, имеет мало шансов на успех. По этой причине современные средства отладки не только предоставляют информацию о том, что проблема определена, но и предлагают подробные сведения о типе ошибки и о том, в каких строках кода она содержится.
Обычно отладчики работают с программным кодом пошагово. Поэтому в отлаживаемой программе определяются точки останова. Инструмент отладки распознает эти точки останова и может использовать их для остановки работы программы именно в этих точках. Для разработчиков это открывает следующие две возможности:
- Можно исследовать точное состояние программы в этот момент. Например, легко проверить, все ли интегрированные переменные вывели ожидаемые значения.
- Можно воспроизвести программу с соответствующей точки останова, чтобы выявить любые проблемы или источники ошибок.
Точки останова не обязательно должны быть фиксированными. Многие отладчики позволяют привязать точки останова к отдельным условиям. Таким образом, программа может остановиться при определенных обстоятельствах. Например, если цикл корректно проходит 20 проходов и только на 21-м проходе встречает программную ошибку, отладчик может перейти непосредственно к проблемному случаю благодаря соответствующему условию. Другими словами, предыдущие проходы без ошибок повторять не нужно.
Другие функции отладчиков включают проверку данных, таких как содержимое переменных, хранилищ или регистров, а также модификацию памяти, например, основного хранилища (рабочей памяти) или регистра процессора.
Как используются отладчики?
То, как именно отладчик может быть использован для поиска неисправностей в программном обеспечении, зависит от самого инструмента, а также от операционной системы, на которой работает программа (и отладчик). Как пользователь, вы указываете инструменту поиска неисправностей, с каким процессом он должен соединиться — либо с идентификатором процесса, либо с его именем. В последнем случае отладчик сначала выясняет идентификатор связанного процесса. Затем системный запрос инициирует сеанс отладки.
В целом, существует два подхода к использованию инструментов отладки:
- Процесс устранения неполадок выполняется внутри системы, на которой работает программное обеспечение.
- Процесс устранения неполадок не запускается на компьютере, на котором работает программное обеспечение. Вместо этого он инициируется удаленной системой — это называется удаленной отладкой.
Современные отладчики часто способны учитывать изменения в исходном коде программы во время ее выполнения. Этот метод, известный как отладка «точно в срок», особенно востребован на ранней стадии разработки компьютерной программы, когда мелкие и крупные ошибки в коде — далеко не редкость. Недаром среды разработки широкого спектра скриптовых языков и фреймворков также содержат встроенный отладчик.
Отладчики: Где они используются?
Если говорить об отладчиках или отладке в целом, то для того, чтобы компьютерный код работал как можно более безупречно в течение длительного времени, запуск процесса устранения неполадок становится незаменимым — независимо от того, хотите ли вы запрограммировать, доработать или протестировать простой скрипт, отдельный процесс, модуль, сложную программу или целую операционную систему.
В случае с непрограммистами полезно, если программное обеспечение оснащено подходящим отладчиком. При правильном проектировании и настройке инструмент может выступать в качестве связующего звена между пользователями программы и разработчиками в случае возникновения ошибок в процессе использования. Благодаря отладочным отчетам разработчикам легче воспроизвести ошибку и определить, как пользователь может решить проблему с программой. В зависимости от программы, отладчика и серьезности ошибки, интегрированный инструмент отладки может даже позволить пользователям программы самостоятельно устранять неполадки.