三. 断言与防御式编程

1.断言

断言主要是开发阶段使用，用于假设某些假设是否成立，一旦不成立则会抛出AssertionError
  有以下两种形式：
  (1).assert 表达式; 相当于一个if判断，只是失败了就抛出异常。
  (2).assert 表达式:信息; 额外在抛出异常的时候显示出对应的信息。
  断言一般用在各种不变量，以及前置条件和后置条件的检查等等；但不要胡乱使用断言，断言中也不要有与正常操作有关的代码。
  断言很影响运行效率，在开发结束后应该关闭断言来使用。只有在运行时加上-ea参数才会开启断言。
  assert的使用范围很广，主要使用在内部不变量、RI、控制流不变量（swtich-case的default）、方法的前置条件、后置条件

断言主要用于开发阶段，避免引入和帮助发现bug。实际运行阶段，不再使用断言，避免降低性能

assert的坏处，大概是assert也会带来一些性能开销而且会让代码混乱。不要将功能性代码写condition里面，例如assert list.remove(x)。一旦assert被disable了。
对于外部问题也不要乱用assert，它只是检查程序的内部状态是否符合规约，断言一旦false程序就停止执行，而外部错误是无法控制的，所以还是应该用异常机制去处理

2.断言vs异常

断言用于保证程序的正确性，如果断言失败那就是严重的错误，一般针对于自己写的代码；而异常用于保证程序的健壮性，有异常不代表一定是严重的错误，一般针对于外部的情况，比如用户输入不合法，读入文件失败等等与自己代码无关的错误。

3.防御式编程

有一种观点认为不应该用assert检测前置和后置条件，因为无论如何都应该被遵守和保证，即使被违反也应该抛出具体的RuntimeException

如果参数来自外部（不受自己控制）就是用异常处理；如果来自于自己所写的其他代码，可以使用断言来帮助发现错误（例如后置条件）

按照惯例，public方法上的前置条件是通过抛出特定的、指定的异常的显式检查来进行的

可以使用断言来测试非公共方法的前置条件，当认为无论client 对该类做什么，这些前置条件都正确时（正确性不由client决定）。但通常这样的方法也不写规约。

在public和nonpublic 方法中，都可以用断言来处理后置条件

断言和异常处理都可以处理同样的错误，开发阶段用断言尽可能消除bugs，在发行版本里用异常处理机制处理漏掉的错误

关于防御式编程，“垃圾进，垃圾出”就不太好，因为输出的垃圾可能会带来更多的问题。所以比较好的做法是什么都不输出、报错或者根本不允许垃圾进来
对来自外部的数据源要仔细检查，例如：文件、网络数据、用户输入等
对每个函数的输入参数合法性要做仔细检查，并决定如何处理非法输入

一种做法是设置路障。隔栏是一种容损策略，起到防火墙的作用

类的public 方法接收到的外部数据都应被认为是不安全的，需要处理干净再传递private 方法——这个就是隔离舱的作用。操作间技术应该也差不多，就是说东西在进入操作间之前要进行一系列处理“隔离舱”外部的函数应使用异常处理，“隔离舱”内的函数应使用断言。Proxy设计模式就是一种隔离方式。

防御式编程本身也有一些缺陷：增加了复杂性、运行时间和维护成本；防御性代码本身也有可能存在缺陷。因此需要设计好何处进行防御，制定相应的防御策略

四.代码调试

当各种防御式编程手段和测试手段还不能完全找出问题后，出现bug就要进行最后一步了：代码调试(debug)。这是一个很浪费时间的步骤，尤其是耦合度高的代码。

1.调试过程

总的来说可以分为四个阶段：重现、诊断、修复、反思。常用方法：假设-检验法。
  重现很多时候是非常难的，因为可能有各种因素：多线程，与时间有关，与版本有关，bug导致崩溃而不知为何等等。
  高效诊断的方式：测量(加入插桩代码)，分治(逐渐缩小错误出现的可能范围)，切片(如果某变量的计算有bug，那就只去找对应的与这个变量有关的计算的语句)，寻找差异(利用版本控制系统，还有软硬件差异等等)

2.调试工具

(1).内存转储：把某一时刻软硬件的信息、出问题的部分的内存的情况以及进程线程的有关信息保存在文件中。是最原始，难以理解的方式。
  (2).栈轨迹：可以很轻松的定位到问题所在的方法的某一行
  (3).日志：比较流行的是log4j，可以灵活的使用日志。
  (4).警告信息：尽量把编译器的警告级别调到最高级，尽量消除一切Warning.

3.调试策略

策略一是打桩，插桩代码，不影响软件的行为，提供对软件行为的深入了解
策略二：防狼围栏算法，思想类似二分查找，慢慢缩小范围定位即可
策略三是切片，比如某个值错了，然后就顺着跟这个值的计算相关的代码检查问题
策略四是利用版本控制，看哪一次版本t出现了问题，对比版本差异即可定位问题。如果版本列表比较长也可以采用二分查找

五、测试

测试在前面的博客已经说过，链接在此
在此就不再赘述。

最后

以上就是缥缈万宝路为你收集整理的软件构造课程随笔——6-3、4、5【防御式编程与测试】三. 断言与防御式编程四.代码调试五、测试的全部内容，希望文章能够帮你解决软件构造课程随笔——6-3、4、5【防御式编程与测试】三. 断言与防御式编程四.代码调试五、测试所遇到的程序开发问题。

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