Как понять в чем ошибка в программе

Зарегистрируйтесь для доступа к 15+ бесплатным курсам по программированию с тренажером

О, нет, ошибки! И как с ними справляться

Введение в программирование

Видео может быть заблокировано из-за расширений браузера. В статье вы найдете решение этой проблемы.

Ошибки в программировании – дело обычное, хоть и неприятное. В данной статье будет рассказано о том, какими бывают ошибки (баги), а также что собой представляют исключения.

Готовая программа не всегда работает как надо. Бывает, возникают баги, предупреждения, исключения. В итоге программа зависает, дает сбой или вылетает. Но это не конец света. Любую ошибку в коде можно исправить, если знать, почему она возникла.

Начните с просмотра видео, чтобы познакомиться с принципами эффективной отладки и избежать распространенных ошибок.

Также загляните в наш Твиттер. В одном треде мы разобрали несколько примеров, когда вроде бы рабочий код не проходит тесты на Хекслете. Сам тред можно найти здесь.

Примеры в этой статье написаны на языке JavaScript, но принципы одинаковы для любого языка.

Перевод публикуется с сокращениями, автор

Выявление ошибок называется
дебаггингом, а дебаггер – помогающий понять причину их появления инструмент. Умение находить
и исправлять ошибки в коде – важный навык в работе программиста, не
пренебрегайте им.

IDLE (Integrated Development and Learning Environment) – кроссплатформенная интегрированная среда разработки и обучения для Python, созданная Гвидо ван Россумом.

Что такое ошибки в программировании

  • Ошибка в программировании — это дефект кода, баг, который может вызывать в программе сбои и неожиданное поведение.
  • По серьезности баги делятся на блокирующие, критические, существенные, незначительные, тривиальные. По приоритету — на наивысший, высокий, обычный, низкий.
  • Ошибки в коде могут быть разными, например связанные с логикой программы. Или с математическими вычислениями — логические. Еще бывают синтаксические, ошибки взаимодействия, компиляционные и ошибки среды выполнения.
  • Некоторые ошибки помогают ловить обработчики исключений.
  • Чтобы находить ошибки в коде, тестировщики используют компиляторы, отладчики и пишут юнит-тесты.

Что такое исключения в программах

Это механизм, который помогает программе обрабатывать нестандартную ситуацию и при этом не вылетать. Идеально, если программист предусмотрел все возможные ситуации. Но так бывает редко, поэтому лучше использовать специальный обработчик. Он обработает исключения так, что программа продолжит работать.

Как это происходит:

  • Когда программист кодит, то продумывает, в какой части программы может вылезти ошибка.
  • В этой части пишет специальный фрагмент, который предупредит компьютер, что ошибка — вполне ожидаемое явление и резко обрывать программу не нужно.
  • Когда юзер запустит программу и появится ошибка, компьютер увидит заранее подготовленное предупреждение программиста. Продолжит выполнять алгоритм так, словно никакого бага и не было.

Исключения бывают программными и аппаратными:

Что это и почему возникает

Ошибка в программировании — это зачастую ошибки разработчиков, которые находят тестировщики. Запускают разные тесты и отладку, чтобы определить источники проблемы.

Научитесь находить ошибки в приложениях и на сайтах до того, как ими начнут пользоваться клиенты. Для этого освойте профессию «Инженер по тестированию». Изучать язык программирования необязательно. Тестировщик работает с готовыми сайтами, приложениями, сервисами, а не с кодом. В программе от Skypro: четыре проекта для портфолио, практика с обратной связью, все основные инструменты тестировщика.

Ошибки часто называют багами, но подразумевают под ними разное, например:

❗ Ворнинги, или предупреждения. Возникают, когда программа начинает вести себя не так, как задумывалось. Не являются критичными ошибками. Программа с ворнингами работает, но с аномалиями.

❗ Исключения. Это не ошибки, а особые ситуации, которые нужно обработать.

❗ Синтаксические ошибки. Это ошибка в программе, связанная с написанием кода. Пример: программист забыл поставить точку или неверно написал название оператора. Если не исправить, код программы не запустится, а останется просто текстом.

При работе над веб-приложениями программисту легко попасть в ловушку: разрабатывать и тестировать только понятные сценарии, в которых всё происходит правильно. К сожалению, в реальности встречаются ситуации, в которых всё идёт не так, как планировалось. Обработка ошибок — важная часть пользовательского опыта любого приложения. Если приложение реагирует на ошибки правильно, ваши пользователи будут знать, что делать дальше, даже если что-то идёт не так.

Большинство ошибок, с которыми сталкиваются пользователи веб-приложений, можно отнести к одной из перечисленных ниже категорий.

Они возникают, когда приложение по каким-либо причинам не может принять введённую пользователем информацию. Например, такое происходит, если пользовательские данные не проходят валидацию, человек повторно отправляет форму, вводит неуникальный юзернейм, приложение не может найти запрошенные ресурсы и так далее.

Такое происходит, когда пользователь пытается совершить действие, которое ему не разрешено. Например, если рядовой пользователь форума пытается удалить чужое сообщение или незарегистрированный человек хочет опубликовать пост в блоге.

Эти ошибки возникают, когда ресурс, нужный для завершения действия пользователя, по каким-то причинам недоступен. Такие ошибки бывают запланированными (плановое обновление сайта) и незапланированными (выход из строя сервера).

Это ошибки, которые обычно говорят о багах в приложении, например, о необработанных исключениях.

Практически во всех приложениях случаются ошибки из перечисленных выше категорий. Правильная обработка ошибок — ключ к тому, чтобы пользователи оставались довольными, когда во время работы с приложением случается ошибка.

Примечание — тема обработки ошибок во фронтенд-приложениях подробно рассматривается в рамках профессии «Фронтенд-программист». Базовые курсы в этой профессии, включая «Введение в программирование», «Основы командной строки», «Настройка окружения», «Системы контроля версий», доступны бесплатно после регистрации.

Предупреждения компилятора и интерпретатора

Самый простой тип ошибок. Такая ошибка говорит о том, что вы ошиблись в синтаксисе. Забыли запятую, скобку и тому подобные вещи. Такие ошибки легко находить и исправлять. Синтаксическая ошибка сопровождается текстом, по которому можно загуглить возможные причины.

Другие ошибки

Большой класс ошибок, которые могут возникать в процессе разработки. В выводе компилятора или интерпретатора всегда присутствует сообщение об ошибке, которое очень важно понять. Проще всего сделать, загуглив текст ошибки. Рекомендуем наш гайд Как искать техническую информацию.

Также ошибки содержат вывод backtrace, по которому можно найти то место, в котором возникла ошибка и попробовать его проанализировать.

Многие из этих ошибок легко исправить с помощью отладочной печати (см. урок Отладочная печать).

История происхождения термина

Баг – слово, которое используется разработчиками в качестве сленга. Оно произошло от слова «bug» – «жук». Точно неизвестно, откуда в программировании и IT возник соответствующий термин. Существуют две теории:

  • 9 сентября 1945 года ученые из Гарварда тестировали очередную вычислительную машину. Она называлась Mark II Aiken Relay Calculator. Устройство начало работать с ошибками. Когда его разобрали, то ученые заметили мотылька, застрявшего между реле. Тогда некая Грейс Хоппер назвала произошедший сбой упомянутым термином.
  • Слово «баг» появилось задолго до появления Mark II. Термин использовался Томасом Эдисоном и указывал на мелкие недочеты и трудности. Во время Второй Мировой войны «bugs» называли проблемы с радарной электроникой.

Второй вариант кажется более реалистичным. Это факт, который подтвержден документально. Со временем научились различать различные типы багов в IT. Далее они будут рассмотрены более подробно.

Обработка ошибок в бэкенд- и фронтенд-приложениях

Обработка ожидаемых ошибок в бэкенде веб-приложений обычно происходит так: приложение отвечает сообщением об ошибке или отображает это сообщение пользователю. Неожиданные ошибки ломают нормальный процесс ответа и приводят к отображению общей страницы ошибки.

Плохо настроенные приложения могут даже показывать конечному пользователю информацию о внутренних ошибках. В большинстве случаев бэкенд-приложения не очень хорошо помогают человеку справиться с ошибкой и вернуться к нормальному использованию приложения. Но они хорошо справляются с задачей информирования пользователя об ошибках.

У фронтенд-приложений нет встроенного механизма, позволяющего остановить работу и показать сообщение об ошибке. После возникновения ошибки в JavaScript обычно происходит одно из описанных ниже событий:

  • Приложение работает, но не выполняет действий, которые ожидает пользователь. Самая распространённая реакция пользователей в такой ситуации — попробовать ещё раз в надежде, что в этот раз приложение поведёт себя ожидаемо.
  • Приложение останавливается, но не сообщает об остановке пользователю. Здесь пользователь повторит действие или попробует выполнить новое действие, но у него ничего не получится.
  • Если ошибка происходит достаточно рано, пользователь может увидеть белый экран из-за неудачной попытки приложения отобразить страницу.

Все эти сценарии ужасные с точки зрения пользовательского опыта. Они могут разочаровать пользователя, заставить его чувствовать беспомощность и даже злость. Фронтенд-приложения во многом более гибкие в плане обработки ошибок по сравнению с бэкенд-приложениями. Но позаботиться об обработке ошибок должны разработчики, так как встроенные в браузеры инструменты практически бесполезны для конечных пользователей.

Читайте полезную статью
Что такое магические числа в программировании и как снять это заклятие.

Используйте окно управления отладкой

если отладка отсутствует в строке меню, убедитесь, что интерактивное окно находится
в фокусе.

Исключения и как избежать багов

Исключение – событие, при возникновении которых начинается «неправильное» поведение программы. Механизм, необходимый для стабилизации обработки неполадок независимо от типа ПО, платформ и иных условий. Помогают разрабатывать единые концепции ответа на баги со стороны операционной системы или контента.

  • Программными. Они генерируются приложением или ОС.
  • Аппаратными. Создаются процессором. Пример – обращение к невыделенной памяти.

Исключения нужны для охвата критических багов. Избежать неполадок помогут отладчики на этапе разработки. А еще – своевременное поэтапное тестирование программы.

P. S. Большой выбор курсов по тестированию есть и в Otus. Присутствуют варианты как для продвинутых, так и для начинающих пользователей.

Альтернативные способы поиска ошибок

Использование отладчика может быть сложным и трудоемким, но
это самый надежный способ найти ошибки в коде. Однако отладчики не всегда есть в наличии. В подобных ситуациях можно использовать print debugging для поиска
ошибок в коде. задействует функцию print() для отображения в консоли текста, указывающего место выполнения программы и состояние
переменных.

Например, вместо отладки предыдущего примера можно добавить
следующую строку в конец цикла for:

Измененный код будет выглядеть следующим образом:

Вывод должен выглядеть так:

i = 0; new_word = h_
i = 1; new_word = e_
i = 2; new_word = l_
i = 3; new_word = l_
i = 4; new_word = o_
o_

работает, но имеет
несколько недостатков по сравнению с отладкой дебаггером. Вы должны запускать
всю программу каждый раз, когда хотите проверить значения переменных, а также помнить про удаление вызовов функций print().

Один из способов улучшить наш цикл – перебирать символы в
word:

def add_underscores(word):
new_word = «_»
for letter in word:
new_word = new_word + letter + «_»
return new_word

Как классифицируют

Ошибки работы программ разделяются по разным факторам. Классификация у рядовых пользователей и разработчиков различается. То, что для первых – «просто программа вылетела» или «глючит», для вторых – огромная головная боль. Но существует и общепринятая классификация ошибок. Пример – по критичности:

  • Серьезные неполадки. Это нарушения работоспособности приложения, которые могут приводить к непредвиденным крупным изменениям.
  • Незначительные ошибки в программах. Чаще всего не оказывают серьезного воздействия на функциональность ПО.

Последний вариант требует особого внимания со стороны программистов. Их стараются обнаружить и устранить в первую очередь. Критические ошибки могут отложить релиз исходной программы на неопределенный срок.

Также существуют различные виды сбоев в плане частоты проявления: постоянные и «разовые». Вторые встречаются редко, чаще – при определенных настройках и действиях со стороны пользователя. Первые появляются независимо от используемой платформы и выполненных клиентом манипуляций.

Читать также:  Аникеева О. А, Чернолецкая Анна К

Иногда может получиться так, что ошибка возникает только на устройстве конкретного пользователя. В данном случае устранение неполадки требует индивидуального подхода. Иногда – полной замены компьютера. Связано это с тем, что никто не будет редактировать исходный код, когда он «глючит» только у одного пользователя.

Over и Out

Кнопка Over работает, как сочетание Step и Go – она
перешагивает через функцию или цикл. Другими словами, если вы собираетесь попасть
в функцию с помощью отладчика, можно и не запускать код этой функции – кнопка
Over приведет непосредственно к результату ее выполнения.

Аналогично если вы уже находитесь внутри функции или цикла –
кнопка Out выполняет оставшийся код внутри тела функции или цикла, а затем
останавливается.

В следующем разделе мы изучим некоторые ошибки и узнаем, как
их исправить с помощью IDLE.

Точка останова

Определив, где может быть ошибка, установите точку
останова в начале цикла for, чтобы проследить за происходящим внутри кода:

Как понять в чем ошибка в программе

Запустим. Выполнение останавливается на строке с определением
функции.

Нажмите кнопку Go, чтобы выполнить код до точки останова:

Как понять в чем ошибка в программе

Код останавливается перед циклом for в функции
add_underscores(). Обратите внимание, что на панели Locals отображаются две
локальные переменные – word со значением «hello», и new_word со значением «_»,

Как понять в чем ошибка в программе

Переменная i – это счетчик для цикла for, который можно
использовать, чтобы отслеживать активную на данный момент итерацию.

Нажмите кнопку Step еще раз и посмотрите на панель Locals –
переменная new_word приняла значение «h_»:

Как понять в чем ошибка в программе

Это неправильно т. к. сначала в new_word было значение «_», на
второй итерации цикла for в ней должно быть «_h_». Если нажать Step еще
несколько раз, то увидим, что в new_word попадает значение e_, затем l_ и так
далее.

Как правильно обрабатывать ошибки

Есть много способов обработки ошибок в JavaScript-приложениях. Вы можете определить глобальный обработчик ошибок, который будет отображать переданные в него сообщения. Также вы можете построить приложение так, чтобы каждый его компонент самостоятельно обрабатывал ошибки, которые в нём возникают.

Один из простых способов обработки ошибок заключается в том, чтобы создать общую схему для реакции на все ошибки и использовать систему событий браузеров, чтобы перехватывать всплывающие ошибки и обрабатывать их. Например, ошибку валидации формы можно перехватить на элементе form или соответствующем инпуте и показать пользователю сообщение об этой ошибке. А нераспознанная системная ошибка может всплыть на уровень document. В этом случае пользователь увидит обобщённое сообщение об ошибке.

Взаимодействие с пользователем при возникновении ошибки играет очень важную роль. Вы должны сообщить человеку, что пошло не так, а также объяснить, что делать дальше. В целом, сообщения могут иметь такой смысл:

При обработке ошибок на стороне клиента часто возникает необходимость выбрать между остановкой и продолжением работы приложения. Если ошибка влияет только на часть системы, можно разрешить человеку пользоваться приложением дальше. Если ошибка критическая или она влияет на разные части приложения, можно показать сообщение в модальном окне, которое невозможно закрыть. Также можно заменить контент страницы сообщением об ошибке. Это защитит пользователя от бесполезных попыток выполнить желаемое действие.

Как контролировать баги в программе

🔧 Следите за компилятором. Когда компилятор преобразует текст программы в машинный код, то подсвечивает в нём сомнительные участки, которые способны вызывать баги. Некоторые предупреждения не обозначают баг как таковой, а только говорят: «Тут что-то подозрительное». Всё подозрительное надо изучать и прорабатывать, чтобы не было проблемы в будущем.

🔧 Используйте отладчик. Это программа, которая без участия айтишника проверяет, исправно ли работает алгоритм. В случае чего сообщает об ошибках. Например, отладчик используют для построчного выполнения программы. Вместе с тем проверяют значения переменных: фактические сравнивают с ожидаемыми. Если что-то не сходится, ищут баги и исправляют.

🔧 Проводите юнит-тесты. Это когда разработчик или тестировщик описывает ситуации для каждого компонента и указывает, к какому результату должна привести программа. Потом запускает проверку. Если результат не совпадает с ожидаемым, появляется предупреждение. Дальше программисты находят и устраняют проблему.

Классификация багов

У багов есть два атрибута — серьезности (Severity) и приоритета (Priority). Серьезность касается технической стороны, а приоритет — организационной.

🚨 По серьезности. Атрибут показывает, как сильно ошибка влияет на общую функциональность программы. Чем выше значение атрибута, тем хуже.

По серьезности баги классифицируют так:

  • Critical — критический баг. Нарушает функциональность программы. Появляется в разных частях кода, из-за этого основные функции не выполняются.
  • Major — существенный баг. Не нарушает, но затрудняет работу основного функционала программы либо не дает функциям выполняться так, как задумано.
  • Minor — незначительный баг. Слабо влияет на функционал программы, но может нарушать работу некоторых дополнительных функций.
  • Trivial — тривиальный баг. На работу программы не влияет, но ухудшает общее впечатление. Например, на экране появляются посторонние символы или всё рябит.

🚦 По приоритету. Атрибут показывает, как быстро баг необходимо исправить, пока он не нанес программе приличный ущерб. Бывает таким:

  • Top — наивысший. Такой баг — суперсерьезный, потому что может обвалить всю программу. Его устраняют в первую очередь.
  • High — высокий. Может затруднить работу программы или ее функций, устраняют как можно скорее.
  • Normal — обычный. Баг программу не ломает, просто где-то что-то будет работать не совсем верно. Устраняют в штатном порядке.
  • Low — низкий. Баг не влияет на программу. Исправляют, только если у команды есть на это время.

Обзор окна управления отладкой

Чтобы увидеть работу отладчика, напишем простую
программу без ошибок. Введите в редактор следующий код:

Сохраните все, откройте окно отладки и нажмите клавишу F5 –
выполнение не завершилось.

Окно отладки будет выглядеть следующим образом:

Как понять в чем ошибка в программе

Обратите внимание, что панель в верхней части окна содержит сообщение:

Расшифруем: код for i in range(1, 4): еще не запущен, а ‘__main__’.module() сообщает, что в данный момент мы находимся в
основном разделе программы, а не в определении функции.

Ниже панели стека находится панель Locals, в которой
перечислены непонятные вещи: __annotations__, __builtins__, __doc__ и т. д. – это
внутренние системные переменные, которые пока можно игнорировать. По мере
выполнения программы переменные, объявленные в коде и отображаемые в этом окне,
помогут в отслеживании их значений.

В левом верхнем углу окна расположены пять кнопок:
Go, Step, Over, Out и Quit – они управляют перемещением отладчика по коду.

В следующих разделах вы узнаете, что делает каждая из
этих кнопок.

Предположение

Сначала вы не сможете точно определить местонахождение ошибки,
но обычно проще логически представить, в какой раздел кода смотреть.

Обратите внимание, что программа разделена на два раздела:
определение функции add_underscores() и основной блок, определяющий переменную
со значением «hello» и выводящий результат.

Посмотрим на основной раздел:

phrase = «hello»
print(add_underscores(phrase))

Очевидно, что здесь все хорошо и проблема должна быть в
определении функции:

Первая строка создает переменную new_word со значением «_». Промах,
проблема находится где-то в теле цикла for.

Определение ошибки и исправление

Как мы уже выяснили – на каждой итерации цикла new_word
перезаписывается следующим символом в строке «hello» и подчеркиванием.
Поскольку внутри цикла есть только одна строка кода, проблема должна быть именно
там:

Код указывает Python получить следующий символ word,
прикрепить подчеркивание и назначить новую строку переменной new_word. Это
именно то неверное поведение, которое мы наблюдали.

Если бы вы закрыли
отладчик, не нажав кнопку Quit, при повторном открытии окна отладки могла
появиться ошибка:

You can only toggle the debugger when
idle

Всегда нажимайте кнопку Go или Quit, когда заканчиваете отладку,
иначе могут возникнуть проблемы с ее повторным запуском.

Как перехватывать ошибки во фронтенд-приложениях

Вы можете определить обработчик глобально с помощью функции window.onerror. В этом случае обработчик переопределит дефолтное поведение браузеров, благодаря чему ваше приложение будет показывать пользователям полезную информацию при возникновении ошибок.

// определяем, знаем ли мы, как обрабатывать ошибку

// показываем сообщение об ошибке пользователю

// возвращаем true и запускаем дефолтную
// реакцию приложения на фатальные ошибки

// запускаем дефолтную обработку ошибок браузером

Этот подход работает. Но иногда бывает сложно понять точную причину проблемы с помощью выброшенного исключения. При обработке ошибок в AJAX-запросах лучше использовать функцию обработки ошибок библиотеки, которой вы пользуетесь для выполнения запросов. Она позволит определить код ответа и корректно на него среагировать.

Изучайте фронтенд-разработку на Хекслете! Первые курсы в профессии «Фронтенд-программист» доступны бесплатно. Регистрируйтесь и стартуйте в удобное время.

Повторение шагов 1-3, пока ошибка не исчезнет

Сохраните изменения в программе и запустите ее снова. В окне
отладки нажмите кнопку Go, чтобы выполнить код до точки останова. Понажимайте
Step несколько раз и смотрите, что происходит с переменной new_word на каждой
итерации – все работает, как положено. Иногда необходимо повторять этот процесс
несколько раз, прежде чем исправится ошибка.

Транскрипт урока

У вас вечеринка, а закуска кончилась, вы просите подругу что-нибудь купить.

— Эй, можешь сходить в магазин и купить какой-нибудь еды?

— Что именно?

— Ну, типа чипсы или что-нибудь такое. У нас всё закончилось.

— Сколько упаковок чипсов взять?

И у вас уже начинает немного вскипать мозг:

— А какие чипсы?

Десять минут спустя она возвращается с пустыми руками и говорит «у них не было таких чипсов в пакетах среднего размера».

О «программистах» есть определённые стереотипы и то, что они могут быть слишком конкретными и чересчур дотошными — один из них. Многие думают, что такие люди хорошо разбираются в математике или что-то подобное.

В реальности всё намного сложнее. Не существует всего двух типов людей, спектр типов личности буквально бесконечен. И для некоторых людей программирование немного более органично, потому что компьютеры абсолютно конкретные и абсурдно однозначные. Это совершенно не значит, что если вы считаете, что у вас «нематематический склад ума», вы не сможете стать хорошим разработчиком. Это значит только, что вам нужно научиться лучше распознавать и понимать, как именно работают компьютеры.

Такой способ поведения компьютеров ведёт ко множеству ошибок. Если вы наберёте  console,log — console запятая log, вместо console точка log, JavaScript скажет «Понятия не имею, что ты имел в виду».

Вы будете делать ошибки и ваши программы будут содержать ошибки. Жизнь — она такая. Любой программист делает ошибки и это не имеет особого значения. Значение имеет только то, как вы потом с ними справляетесь. Исправление ошибок — важный навык. Это делает программирование непохожим на другие типы работ: ошибки неизбежны, вы не можете от них полностью застраховаться, а исправление ошибок — часть вашей работы.

Ошибка вроде «запятая вместо точки» это тип, который проще всего заметить и исправить. Это «синтаксическая ошибка», потому что неверный символ, как запятая в этом случае, нарушает синтаксические правила языка.

Читать также:  14 лучших программ для оптимизации Windows 10

Когда вы запускаете код с такой ошибкой, интерпретатор JavaScript — та штука, которая исполняет JavaScript-программы — пожалуется: SyntaxError и укажет вам на то место, где по его мнению есть проблема.

Вот, например, это определение функции и в конце — лишняя скобка. Её там быть не должно и это ломает всю программу, поэтому JavaScript жалуется: «SyntaxError:» Unexpected token (символ))». Эта скобка unexpected — неожиданная.

Синтаксическая ошибка — это как если кто-то бредит вслух. Никто вокруг ничего не понимает.

Следующий тип ошибки подобен синтаксической, но в этом случае вы нарушаете не законы синтаксиса языка, а как бы законы синтаксиса собственного кода. В прошлый раз мы создали функцию  abs, которая возвращала абсолютное значение числа.

Если вы вызовете  ads  вместо  abs, интерпретатор JavaScript пожалуется:  ReferenceError: ads is not defined. Вы использовали, как вам кажется, существующее название, но на самом деле такого названия нет.

Несколько строк, которые следуют после указания ошибки, могут смутить и оттолкнуть вас, но они тут только для пользы. Это stack trace — последовательность вызовов функций, которая привела к ошибке. Когда вы запускаете свою программу, даже крошечную, она становится частью чего-то более крупного — сложной системой JavaScript-кода, который приводится в действие, чтобы оживить вашу программу. Тут видно, что проблема была в моём файле. Следующая строка — это место, откуда был вызван мой код, третья строка — откуда была вызвана вторая и в таком духе можно продолжать дальше. Это как отслеживать шаги в обратном направлении — проблема есть, и мы можем возвращаться по одному шагу назад и смотреть, не нашлась ли ошибка.

Мы допускаем, что вся внутренняя система исправно работает, поэтому ошибка в нашем коде. Когда одна из ваших функций вызывает другую, вы увидите эту последовательность вызовов в стектрейсе.

ReferenceError может случиться с другими константами: например, если ваш код содержит  10 * pi, а pi не существует, потому что вы не создавали константу с точно таким названием, вы получите ReferenceError.

ReferenceError — это как называть кого-то чужим именем.

Следующий тип ошибки — когда вы путаете одну вещь с другой. Взгляните на этот код:

Сначала мы создали константу. Помните, что это как давать чему-то название: в нашем случае — числу 12 даётся название length. В следующей строке мы вызываем функцию length и передаём ей аргумент — число 54. Но подождите! length — это не функция! Это всего лишь число. Числа — это не функции, не ящики, которые производят какие-то действия. И JavaScript пожалуется именно на это:

Это Ошибка типизации: тип объекта, который вы использовали, неверный. Интерпретатор JavaScript не скажет чем что-то является, но точно скажет чем оно не является. length — это не функция.

Ошибка типизации — это как просить кошку постирать бельё. Возможно, вы хотели попросить об этом вашего друга.

Все эти ошибки — syntax error, reference error и type error — возникают из-за использования неправильных слов. И все они предельно очевидные: вы видите сообщение об ошибке и достаточно хорошо понимаете в чём проблема. Обычно сразу понятно, как их исправить:

  • Синтаксическая ошибка? Заменить, удалить или добавить символы. Часто проблема в скобках и кавычках: открытые скобки и открытые кавычки должны быть закрыты.
  • Reference error? Проверить, существует ли тот объект, на который вы ссылаетесь. Возможно, вы использовали неправильное название или забыли создать его.
  • Ошибка типизации? Убедиться, что вы используете объекты верно. Часто проблема — простая путаница: вы создали и числовую константу и функцию, а потом пытаетесь вызвать число. Наверное, вы хотели вызвать функцию.

Последний тип ошибки, о котором мы сегодня поговорим — самый злой: Логическая ошибка. Допустим, мы пишем функцию, которая конвертирует градусы по фаренгейту (F) в градусы по цельсию (C). Чтобы сконвертировать температуру по одной шкале в другую, нужно вычесть 32 и умножить на 5/9. Например (50°F — 32) x 5/9 = 10°C.

Выглядит нормально? Давайте запустим эту функцию, сконвертируем 50 градусов и выведем на экран:

И у нас получилось 32.22222222222222. Не 10. Что произошло? JavaScript не пожаловался, когда код запустился, никаких ошибок не выскакивало. Компьютер не знает, что нам нужно, поэтому он производит вычисление, как мы его и просили. Но такое вычисление ошибочно — допустили ошибку мы. Нам нужно вначале вычесть 32, а потом умножить это на 5/9. Но мы не использовали скобки, поэтому 32 вначале умножилось на 5/9, а затем результат был отнят от температуры в фаренгейтах.

Это Логическая ошибка. Мы не нарушили никаких правил, мы просто сделали что-то не то. Наш пример был простым: мы написали функцию, запустили её и увидели неверный результат. Но представьте, что функция — это только маленькая частица крупной системы. Приложение для формирования бюджета в огромной организации отправляет отчёт в главную бухгалтерию, что в следующем месяце для оплаты счёта за электричество требуются дополнительные $300 000. Организуется экстренное собрание, увольняют людей, генеральный директор снова уходит в запой. Что случилось?

Иногда обнаружить проблему может оказаться трудной задачей: система кондиционирования ожидает, что январская температура будет 32 градуса по цельсию, вместо 10, потому что кто-то забыл использовать скобки в функции.

Борьба с логическими ошибками — это целиком ваша ответственность. И временами — тяжёлая работа, но в конце приходит сильное облегчение и удовлетворение: а-ааа, так вот в чём была проблема!

Теперь ваша очередь делать ошибки! Выполните тест и упражнение, чтобы ощутить боль.

Борьба с багами

Взглянем на «

Следующий код определяет функцию add_underscores(), принимающую
в качестве аргумента строковый объект и возвращающую новую строку – копию слова с каждым символом, окруженным подчеркиванием. Например,
add_underscores(«python») вернет «_p_y_t_h_o_n_».

Вот неработающий код:

Введите этот код в редактор, сохраните и нажмите F5.
Ожидаемый результат – _h_e_l_l_o_, но вместо этого выведется o_.

Если вы нашли, в чем проблема, не исправляйте ее. Наша цель – научиться
использовать для этого IDLE.

Рассмотрим 4 этапа поиска бага:

  • предположите, где может быть ошибка;
  • установите точку останова и проверьте код по строке за раз;
  • определите строку и внесите изменения;
  • повторяйте шаги 1-3, пока код не заработает.

Виды

Существуют различные типы ошибок в программах в зависимости от типовых условий использования приложений. Пример – сбои, которые возникают при возрастании нагрузки на оперативную память или центральный процессор устройства. Есть баги граничных условий, сбоя идентификаторов, несовместимости с архитектурой процессора (наиболее распространенная проблема на мобильных устройствах).

Разработчики выделяют следующие типы ошибок по уровню сложности:

  • «Борбаг» – «стабильная» неполадка. Она легко обнаруживается на этапе разработки и компилирования. Иногда – во время тестирования наработкой исходной программы.
  • «Гейзенбаг» – баги с поддержкой изменения свойств, включая зависимость от среды, в которой было запущено приложение. Сюда относят периодические неполадки в программах. Они могут исчезать на некоторое время, но через какой-то промежуток вновь дают о себе знать.
  • «Мандельбаг» – непредвиденные ошибки. Обладают энтропийным поведением. Предсказать, к чему они приведут, практически невозможно.
  • «Шрединбаг» – критические неполадки. Приводят к тому, что злоумышленники могут взломать программу. Данный тип ошибок обнаружить достаточно трудно, потому что они никак себя не проявляют.

Также есть классификация «по критичности». Тут всего два варианта – warning («варнинги») и критические весомые сбои. Первые сопровождаются характерными сообщениями и отчетами для разработчиков. Они не представляют серьезной опасности для работоспособности приложения. При компилировании такие сбои легко исправляются. В отдельных случаях компилятор справляется с этой задачей самостоятельно. А вот критические весомые сбои говорят сами за себя. Они приводят к серьезным нарушениям ПО. Исправляются обычно путем проработки логики и значительных изменений программного кода.

Типы багов

Ошибки в программах бывают:

  • логическими;
  • синтаксическими;
  • взаимодействия;
  • компиляционные;
  • ресурсные;
  • арифметические;
  • среды выполнения.

Это – основная классификация сбоев в приложениях и операционных системах. Логические, синтаксические и «среды выполнения» встречаются в разработке чаще остальных. На них будет сделан основной акцент.

Ошибки синтаксиса

Синтаксические баги распространены среди новичков. Они относятся к категории «самых безобидных». С данной категорией ошибок способны справиться компиляторы тех или иных языков. Соответствующие инструменты показывают, где допущена неточность. Остается лишь понять, как исправить ее.

Синтаксические ошибки – ошибки синтаксиса, правил языка. Вот пример в Паскале:

Код написан неверно. Согласно действующим синтаксическим нормам, в Pascal в первой строчке нужно в конце поставить точку с запятой.

Логические

Тут стоит выделить обычные и арифметические типы. Вторые возникают, когда программе при работе необходимо вычислить много переменных, но на каком-то этапе расчетов возникают неполадки или нечто непредвиденное. Пример – получение в результатах «бесконечности».

Логические сбои обычного типа – самые сложные и неприятные. Их тяжелее всего обнаружить и исправить. С точки зрения языка программа может быть написана идеально, но работать неправильно. Подобное явление – следствие логической ошибки. Компиляторы их не обнаруживают.

Выше – пример логической ошибки в программе. Тут:

  • Происходит сравнение значения i с 15.
  • На экран выводится сообщение, если I = 15.
  • В заданном цикле i не будет равно 15. Связано это с диапазоном значений – от 1 до 10.

Может показаться, что ошибка безобидная. В приведенном примере так и есть, но в более крупных программах такое явление приводит к серьезным последствиям.

Время выполнения

Run-time сбои – это ошибка времени выполнения программы. Встречается даже когда исходный код лишен логических и синтаксических ошибок. Связаны такие неполадки с ходом выполнения программного продукта. Пример – в процессе функционирования ПО был удален файл, считываемый программой. Если игнорировать подобные неполадки, можно столкнуться с аварийным завершением работы контента.

Самый распространенный пример в данной категории – это неожиданное деление на ноль. Предложенный фрагмент кода с точки зрения синтаксиса и логики написан грамотно. Но, если клиент наберет 0, произойдет сбой системы.

Компиляционный тип

Встречается при разработке на языках высокого уровня. Во время преобразований в машинный тип «что-то идет не так». Причиной служат синтаксические ошибки или сбои непосредственно в компиляторе.

Наличие подобных неполадок делает бета-тестирование невозможным. Компиляционные ошибки устраняются при разработке-отладке.

Ресурсные

Ресурсный тип ошибок – это сбои вроде «переполнение буфера» или «нехватка памяти». Тесно связаны с «железом» устройства. Могут быть вызваны действиями пользователя. Пример – запуск «свежих» игр на стареньких компьютерах.

Исправить ситуацию помогают основательные работы над исходным кодом. А именно – полное переписывание программы или «проблемного» фрагмента.

Взаимодействие

Подразумевается взаимодействие с аппаратным или программным окружением. Пример – ошибка при использовании веб-протоколов. Это приведет к тому, что облачный сервис не будет нормально функционировать. При постоянном возникновении соответствующей неполадки остается один путь – полностью переписывать «проблемный» участок кода, ответственный за соответствующий баг.

Ошибка в программировании (или так называемый баг) – это ситуация у разработчиков, при которой определенный код вследствие обработки выдает неверный результат. Причин данному явлению множество: неисправность компилятора, сбои интерфейса, неточности и нарушения в программном коде.

Читать также:  Журналистика и актуальные вопросы

Баги обнаруживаются чаще всего в момент отладки или бета-тестирования. Реже – после итогового релиза готовой программы. Вот несколько вариантов багов:

  • Появляется сообщение об ошибке, но приложение продолжает функционировать.
  • ПО вылетает или зависает. Никаких предупреждений или предпосылок этому не было. Процедура осуществляется неожиданно для пользователя. Возможен вариант, при котором контент перезапускается самостоятельно и непредсказуемо.
  • Одно из событий, описанных ранее, сопровождается отправкой отчетов разработчикам.

Ошибки в программах могут привести соответствующее приложение в негодность, а также к непредсказуемым алгоритмам функционирования. Желательно обнаруживать баги на этапе ранней разработки или тестирования. Лишь в этом случае программист сможет оперативно и относительно недорого внести необходимые изменения в код для отладки ПО.

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.

Утверждения

Утверждение — это специальная функция, которая вызывает ваш код с определенными параметрами и проверяет, что он возвращает ожидаемый результат. Например:

Самое важное: если тесты упали на утверждении, это означает, что ваш код как минимум отработал, но его результат не соответствует ожидаемому. Причем часто бывает так, что часть утверждений проходит проверку, то есть код возвращает правильный результат, а часть — нет, обычно в пограничных случаях. В конечном итоге падение теста на утверждении говорит о том, что в коде логическая ошибка.

Ниже — пример вывода упавшего теста. То, насколько вывод подробный, зависит от вида утверждения и возможностей тестовой среды.

Вывод можно разделить на две части:

Дополнение к уроку

Самый действенный способ понять, как работает участок кода —
это расписать его выполнение на бумажке, как если бы вы были компьютером (медленным и немного голодным).

Метод утенка

Метод утёнка — психологический метод решения задачи, делегирующий её мысленному помощнику. Метод описан в книге «Программист-прагматик».

Тестируемый ставит на рабочем столе игрушечного утёнка
(или представляет его мысленно; на самом деле уточка — это условно, предмет может быть любым), и когда у него возникает вопрос, на который трудно ответить, то он задаёт его игрушке, как живому человеку, словно она действительно может ответить.

Считается, что правильная формулировка вопроса содержит как минимум половину ответа, а также это дает толчок мыслям, направляя их в нужное русло.

Метод также используется при отладке. Если определённая часть программы не работает, программист пытается объяснить утёнку, что делает каждая строка программы, и в процессе этого сам находит ошибку.

Как работать с ошибками в AJAX-запросах и что нужно знать о кодах ответа HTTP

Самый простой и очень эффективный способ сообщить пользователю об ошибке — правильно использовать коды ответов HTTP. Коды статуса HTTP могут самостоятельно дать пользователю достаточно информации о том, почему возникла ошибка запроса, а также подсказать, что делать дальше.

«Ошибочные» коды ответов HTTP объединяются в две группы: ответы 4XX и ответы 5XX. Первые говорят о проблеме с запросом (клиентские ошибки), а вторые — о проблеме с сервером (серверные ошибки). Ниже перечислены самые распространённые «ошибочные» коды статусов HTTP, которые можно получить при работе с веб-приложением:

  • 400 — Bad Request. Обычно этот статус связан с ошибкой ввода, например, если пользователь вводит некорректный адрес электронной почты.
  • 401 — Unauthorized. Этот статус связан с ситуацией, когда пользователь пытается получить доступ к чему-либо без авторизации там, где авторизация требуется. Также этот код ошибки подходит в ситуации, когда пользователь пытается выполнить действие, на которое у него нет прав.
  • 403 — Forbidden. Разница между этим статусом и статусом 400 незначительная. Обычно код 403 говорит о том, что сервер понял запрос, но не может его выполнить. Например, такой статус можно возвращать, если пользователь ввёл номер акционного купона с истекшим сроком действия.
  • 404 — Not Found. Это самый известный из «ошибочных» кодов ответа. Он сообщает, что запрошенный ресурс не найден. Это может произойти из-за некорректного URL, удалённой или перемещённой страницы.
  • 500 — Internal Server Error. Этот статус говорит об ошибке, которую можно описать так: «Что-то пошло не так, но мы не знаем, что именно».
  • 503 — Unavailable. Сервер вышел из строя, ошибка может быть запланированной или незапланированной.

Если вы хорошо знаете эти коды, вам будет проще обрабатывать ошибки, которые возникают при работе с AJAX-запросами.

Примечание — Обратите внимание на сервис httpstat.us, он пригодится вам для тестирования реакций на ошибки при разработке фронтенд-приложений.

Тесты

Код на Хекслете проверяется с помощью автоматических тестов. Обычно они написаны на том же языке, на котором написан сам код. Общий принцип работы такого вида тестирования довольно прост. Тестируемая программа загружается в память и вызывается с разными параметрами, а тесты следят за тем, чтобы ее поведение соответствовало ожидаемому.

Когда код не проходит тесты, то обычно говорят что тесты упали. В этот момент начинается самое интересное. Необходимо понять, где и почему возникла ошибка. И вывод тестов в этом процессе играет ключевую роль, это главный помощник и проводник. Но необходим опыт, чтобы начать делать правильные выводы из того, что пишут тесты.

В первую очередь нужно классифицировать проблему. Ошибки в тестах можно грубо разделить на две категории:

  • ошибки, которые выдает компилятор или интерпретатор: синтаксическая ошибка, ошибка типизации
  • ошибочные утверждения.

Кнопка Step

Нажмите Step и окно отладки будет выглядеть
следующим образом:

Как понять в чем ошибка в программе

Обратите внимание на два отличия. Во-первых, сообщение на
панели стека изменилось:

На этом этапе выполняется line 1 и отладчик останавливается перед
выполнением line 2.

Во-вторых – новая переменная i со значением 1 на панели Locals. Цикл for в line 1
создал переменную и присвоил ей это значение.

Здесь важно, что можно отслеживать растущие значения i и j по
мере прохождения цикла for. Это полезная фича поиска источника ошибок в коде.
Знание значения каждой переменной в каждой строке кода может помочь точно
определить проблемную зону.

Точки останова и кнопка Go

Часто вам известно, что ошибка должна всплыть в определенном куске
кода, но неизвестно, где именно. Чтобы не нажимать кнопку Step весь
день, установите точку останова, которая скажет отладчику запускать весь код,
пока он ее не достигнет.

Точки останова сообщают отладчику, когда следует
приостановить выполнение кода, чтобы вы могли взглянуть на текущее состояние
программы.

Чтобы установить точку останова, щелкните правой кнопкой мыши
(Ctrl для Mac) по строке кода, на которой хотите сделать паузу, и выберите
пункт Set Breakpoint – IDLE выделит линию желтым. Чтобы удалить ее, выберите Clear
Breakpoint.

Установите точку останова в строке с оператором print(). Окно
редактора должно выглядеть так:

Как понять в чем ошибка в программе

Сохраните и запустите. Как и раньше, панель стека указывает, что отладчик запущен и ожидает выполнения line 1. Нажмите
кнопку Go и посмотрите, что произойдет:

Как понять в чем ошибка в программе

Теперь на панели стека информация о выполнении line 3:

На панели Locals мы видим, что переменные i и j имеют значения 1
и 2 соответственно. Нажмем кнопку Go и попросим отладчик запускать код до точки
останова или до конца программы. Снова нажмите Go – окно отладки теперь выглядит так:

Как понять в чем ошибка в программе

На панели стека отображается то же сообщение, что и раньше –
отладчик ожидает выполнения line 3. Однако значения переменных i и j теперь
равны 2 и 4. Интерактивное окно также отображает выходные данные после первого
запуска строки с помощью функции print() через цикл.

Нажмите кнопку в третий раз. Теперь i и j равны 3 и 6. Если
нажать Go еще раз, программа завершит работу.

Главное об обработке ошибок во фронтенд-приложениях

Главный факт об обработке ошибок заключается в том, что вы должны их обрабатывать. Любая попытка сообщить пользователю что-то полезное, когда возникает ошибка — отличный ход. Даже информирование с помощью alert() лучше, чем отсутствие информации. Помните, что при проектировании UI вашего приложения нужно учитывать все возможные ситуации, включая различные ошибки.

Адаптированный перевод статьи Front-End Error Handling by Static Apps. Мнение администрации Хекслета может не совпадать с мнением автора оригинальной публикации.

Типы ошибок в программе

🧨 Логические. Приводят к тому, что программа зависает, работает не так, как надо, или выдает неожиданные результаты — например, не записывает файл, а стирает.
Логические ошибки коварны: их трудно обнаружить. Программа выглядит так, будто в ней всё правильно, но при этом работает некорректно. Чтобы победить логические ошибки, специалист должен хорошо ориентироваться в коде программы.

🧨 Синтаксические. Это опечатки в названиях операторов, пропущенные запятые или кавычки. Безобидные ошибки: их обнаруживают и подсвечивают в коде компиляторы, а программисту остается исправить.

🧨 Взаимодействия. Это ошибка в участке кода, который отвечает за взаимодействие с аппаратным или программным окружением. Такая ошибка возникает, например, если неправильно использовать веб-протоколы. Исправляется элементарно: разработчик переписывает нужный кусок кода.

🧨 Компиляционные. Любая программа — это текст. Чтобы он заработал как программа, используют компилятор. Он преобразует программный код в машинный, но одновременно может вызывать ошибки.

Компиляционные баги появляются, если что-то не так с компилятором или в коде есть синтаксические ошибки. Компилятор будто ругается: «Не понимаю, что тут написано. Не знаю, как обработать».

🧨 Ошибки среды выполнения. Возникают, когда программа скомпилирована и уже выглядит как файл — жми и работай. Юзер запускает файл, а программа тормозит и виснет. Причина — нехватка ресурсов, например памяти или буфера.

Такой баг — ошибка разработчика. Он не предвидел реальные условия развертывания программы. Теперь ему надо вернуться в исходный код и поправить фрагмент.

🧨 Арифметические. Бывает, в коде есть числовые переменные и математические формулы. Если где-то проблема — не указаны константы или округление сработало не так, возникает баг. Надо лезть в код и проверять математику.

Выводы

4 типа ошибок:

  • Syntax error. Неверное использование языка. Часто лишние или недостающие скобки или кавычки. Что делать? Заменить, удалить или добавить символы. Часто проблема в скобках или кавычках: открытые скобки должны быть закрыты, открытые кавычки должны быть закрыты.
  • Reference error. Использование несуществующего названия. Что делать? Проверить, существует ли то, на что вы ссылаетесь. Возможно вы использовали ошибочное название или забыли его создать.
  • Type error. Использование неверного типа, например попытка вызвать константу числа, как функцию. Что делать? Убедиться, что всё используется верно. Часто проблема в простой путанице: вы создали численную константу и функциональную константу, а потом пытаетесь вызвать число. Вероятно вы собирались вызвать функцию.
  • Logic error. (Логическая ошибка) Ваш код выполняет не то, что требуется, но программа запускается и не выдаёт ошибок трёх перечисленных выше типов. Сломана логика. Что делать? Проверить свой код, убедиться, что он выполняет то, что должен.

Как понять в чем ошибка в программе

Заключение

Теперь вы знаете все об отладке с помощью DLE.
Вы можете использовать этот принцип с
различными дебагерами.

В статье мы разобрали следующие темы:

  • использование окна управления отладкой;
  • установку точки останова для глубокого понимания работы кода;
  • применение кнопок Step, Go, Over и Out;
  • четырехэтапный процессом выявления и удаления ошибок.

Не останавливайтесь в обучении и практикуйте дебаггинг – это
весело!

  • ТОП-10 книг по Python: эффективно, емко, доходчиво
  • Парсинг сайтов на Python: подробный видеокурс и программный код
  • Python + Visual Studio Code = успешная разработка
  • 29 Python-проектов, оказавших огромное влияние на разработку
  • 15 вопросов по Python: как джуниору пройти собеседование

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *