程序调试思想与实践 (2008 年度畅销榜NO.5683 )

本书将调试作为一门专业的学科进行研究和分析，提供大量的代码实例和问题描述，对调试的各个方面进行细致而深入的阐述和讨论。全书以bug为中心，围绕调试这一主题进行组织。第2章到第5章包括bug的诊断、分类以及它们的症状。第6章到第10章讨论那些处理bug的策略，包括可以使用的工具以及在不同情况下如何最有效地使用它们。第11章到第16章包括对专业调试的解释以及如何成为一个出色的调试员。\r\n\r\n 本书主要面向的读者群是软件项目的开发人员、调试人员、测试人员以及管理人员。\r\n\r\n\r\n
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译者序 \r\n\r\n 作者简介 \r\n\r\n 致谢 \r\n\r\n 第1章 Debug简介 \r\n\r\n 1. l 本书的内容 \r\n\r\n 1. 2 为什么要关注bug \r\n\r\n 1. 3 什么是bug \r\n\r\n 1. 4 本书的对象 \r\n\r\n 1. 5 本书的组织 \r\n\r\n 1. 6 调试简史 \r\n\r\n 1. 7 小结 \r\n\r\n 1. 8 bug问题 \r\n\r\n 第2章 研究著名的（以及不太著名的）bug例子 \r\n\r\n 2. 1 大致情况 \r\n\r\n 2. 1. 1 现实生活中的分布式系统 \r\n\r\n 2. 1. 2 Therac-25 \r\n\r\n 2. 2 bug实例#1 \r\n\r\n 2. 3 bug实例#2 \r\n\r\n 2. 4 bug实例#3 \r\n\r\n 2. 5 bug实例#4 \r\n\r\n 2. 5. 1 AT＆T电话中断 \r\n\r\n 2. 5. 2 缓冲区溢出 \r\n\r\n 2. 6 小结 \r\n\r\n 2. 7 bug问题 \r\n\r\n 第3章 什么是bug \r\n\r\n 3. l 什么是bug \r\n\r\n 3. 1. 1 什么是软件缺陷 \r\n\r\n 3. 1. 2 调试不是什么 \r\n\r\n 3. 1. 3 什么是调试 \r\n\r\n 3. 2 为什么要考虑bug \r\n\r\n 3. 2. l bug的信心代价 \r\n\r\n 3. 2. 2 名声和形象的代价 \r\n\r\n 3. 2. 3 bug的财产损失 \r\n\r\n 3. 3 bug的本质 \r\n\r\n 3. 3. l bug的发生都有原因 \r\n\r\n 3. 3. 2 bug是可以重视的 \r\n\r\n 3. 3. 3 bug通常在有变化时出现 \r\n\r\n 3. 3. 4 bug也会产生bug \r\n\r\n 3. 3. 5 bug吸引bug \r\n\r\n 3. 3. 6 证明缺乏理解 \r\n\r\n 3. 3. 7 难的代码对大家都一样难 \r\n\r\n 3. 3. 8 在软件生命周期中不同阶段的bug有不同的性质 \r\n\r\n 3. 3. 9 稳定的系统中的bug的原因可能比错误的系统中的bug的原因更难以识别 \r\n\r\n 3. 4 小结 \r\n\r\n 3. 5 bug问题 \r\n\r\n 第4章 bug的生命周期 \r\n\r\n 4. l 为什么会出现bug \r\n\r\n 4. 1. 1 复杂性 \r\n\r\n 4. 1. 2 现实 \r\n\r\n 4. 1. 3 人类的弱点 \r\n\r\n 4. 2 bug是如何产生的 \r\n\r\n 4. 2. 1 对软件做修改 \r\n\r\n 4. 2. 2 拙劣的描述 \r\n\r\n 4. 2. 3 方法的复杂性 \r\n\r\n 4. 2. 4 缺少一致的观点 \r\n\r\n 4. 2. 5 程序员错误 \r\n\r\n 4. 3 bug是如何躲过测试的 \r\n\r\n 4. 3. l 遵循形式过程代价太大 \r\n\r\n 4. 3. 2 政策/市场决策 \r\n\r\n 4. 3. 3 时间不充分 \r\n\r\n 4. 3. 4 缺少重现能力 \r\n\r\n 4. 3. 5 自负 \r\n\r\n 4. 3. 6 差劲的描述／不知道要测试什么 \r\n\r\n 4. 3. 7 缺乏测试环境 \r\n\r\n 4. 4 小结 \r\n\r\n 4. 5 bug问题 \r\n\r\n 第5章 bug的分类 \r\n\r\n 5. l bug的种类 \r\n\r\n 5. 1. 1 需求阶段的bug \r\n\r\n 5. 1. 2 设计阶段的bug \r\n\r\n 5. 1. 3 实现阶段的bug \r\n\r\n 5. 1. 4 处理阶段的bug \r\n\r\n 5. 1. 5 编译的bug \r\n\r\n 5. 1. 6 配置的bug \r\n\r\n 5. 1. 7 未来计划bug \r\n\r\n 5. 1. 8 文档bug \r\n\r\n 5. 2 严重性 \r\n\r\n 5. 3 bug分类法 \r\n\r\n 5. 3. l 名字 \r\n\r\n 5. 3. 2 描述 \r\n\r\n 5. 3. 3 最一般的环境 \r\n\r\n 5. 3. 4 症状 \r\n\r\n 5. 3. 5 例子 \r\n\r\n 5. 4 bug的分类 \r\n\r\n 5. 4. l 内存或资源泄漏 \r\n\r\n 5. 4. 2 逻辑错误 \r\n\r\n 5. 4. 3 编码错误 \r\n\r\n 5. 4. 4 内存侵占 \r\n\r\n 5. 4. 5 循环错误 \r\n\r\n 5. 4. 6 条件错误 \r\n\r\n 5. 4. 7 指针错误 \r\n\r\n 5. 4. 8 分配/释放错误 \r\n\r\n 5. 4. 9 多线程错误 \r\n\r\n 5. 4. 10 定时错误 \r\n\r\n 5. 4. 11 分布式应用程序错误 \r\n\r\n 5. 4. 12 存储错误 \r\n\r\n 5. 4. 13 集成错误 \r\n\r\n 5. 4. 14 转换错误 \r\n\r\n 5. 4. 15 硬编码长度／尺寸 \r\n\r\n 5. 4. 16 版本bug \r\n\r\n 5. 4. 17 不恰当地重用bug \r\n\r\n 5. 4. 18 布尔bug \r\n\r\n 5. 5 为什么分类重要 \r\n\r\n 5. 6 小结 \r\n\r\n 5. 7 bug问题 \r\n\r\n 第6章 检测工作 \r\n\r\n 6. 1 整体调试 \r\n\r\n 6. 1. 1 复制和粘贴错误 \r\n\r\n 6. l. 2 全局变量 \r\n\r\n 6. 1. 3 副作用 \r\n\r\n 6. 1. 4 观察意外的消息或结果 \r\n\r\n 6. 1. 5 跟踪诊断显示 \r\n\r\n 6. 2 调试方法 \r\n\r\n 6. 2. l 科学方法 \r\n\r\n 6. 2. 2 直觉 \r\n\r\n 6. 2. 3 思维跳跃 \r\n\r\n 6. 2. 4 诊断 \r\n\r\n 6. 3 商业技巧 \r\n\r\n 6. 3. l 内嵌式调试器 \r\n\r\n 6. 3. 2 日志对象 \r\n\r\n 6. 3. 3 跟踪对象 \r\n\r\n 6. 3. 4 隐藏的诊断屏 \r\n\r\n 6. 3. 5 为以后的程序运行保存bug数据 \r\n\r\n 6. 4 可重现实例 \r\n\r\n 6. 4. 1 测试实例 \r\n\r\n 6. 4. 2 数据依赖 \r\n\r\n 6. 4. 3 从根本原因中分离症状 \r\n\r\n 6. 4. 4 收集观察结果 \r\n\r\n 6. 4. 5 统计论理 \r\n\r\n 6. 5 小结 \r\n\r\n 6. 6 bug问题 \r\n\r\n 第7章 调试工具及其使用时机 \r\n\r\n 7. l 测试和调试环境 \r\n\r\n 7. 1. 1 测试组 \r\n\r\n 7. 1. 2 测试套 \r\n\r\n 7. 1. 3 过时的bug组 \r\n\r\n 7. 1. 4 日志 \r\n\r\n 7. l. 5 跟踪 \r\n\r\n 7. 2 中级调试技术 \r\n\r\n 7. 2. 1 内存漏洞检测工具 \r\n\r\n 7. 2. 2 交叉索弓吸工具用法 \r\n\r\n 7. 2. 3 调试器 \r\n\r\n 7. 2. 4 Heisenberg的不确定原理 \r\n\r\n 7. 2. 5 嵌入式诊断 \r\n\r\n 7. 2. 6 断言的弊端 \r\n\r\n 7. 2. 7 同用户一起工作 \r\n\r\n 7. 2. 8 bug跟踪 \r\n\r\n 7. 2. 9 代码覆盖范围分析 \r\n\r\n 7. 2. 10 编译器 \r\n\r\n 7. 3 小结 \r\n\r\n 7. 4 bug问题 \r\n\r\n 第8章 调试的一般过程 \r\n\r\n 8. l 识别问题 \r\n\r\n 8. l. l 这是bug吗 \r\n\r\n 8. 1. 2 为什么它是一个bug \r\n\r\n 8. 1. 3 程序应该在做什么 \r\n\r\n 8. 1. 4 程序到底在做什么 \r\n\r\n 8. 2 收集信息 \r\n\r\n 8. 2. 1 用户对问题的描述 \r\n\r\n 8. 2. 2 日志文件 \r\n\r\n 8. 2. 3 新自观察 \r\n\r\n 8. 2. 4 症状 \r\n\r\n 8. 2. 5 失败的测试实例 \r\n\r\n 8. 2. 6 相似的问题 \r\n\r\n 8. 2. 7 近期变化 \r\n\r\n 8. 2. 8 运行的环境信息 \r\n\r\n 8. 3 形成假设 \r\n\r\n 8. 4 测试假设 \r\n\r\n 8. 5 崩溃的Web服务器示例 \r\n\r\n 8. 6 重复直到某个假设被证实 \r\n\r\n 8. 7 提出解决方法 \r\n\r\n 8. 8 测试解决方法 \r\n\r\n 8. 9 重复直到某个解决方法被证实 \r\n\r\n 8. 10 回归测试 \r\n\r\n 8. 11 小结 \r\n\r\n 8. 12 bug问题 \r\n\r\n 第9章 调试技术 \r\n\r\n 9. l 插入式调试和非插入式调试 \r\n\r\n 9. 2 短期调试和长期调试技术 \r\n\r\n 9. 3 成品软件调试的折衷办法 \r\n\r\n 9. 4 调试技术介绍 \r\n\r\n 9. 4. 1 面对实际用户 \r\n\r\n 9. 4. 2 查看观察日志 \r\n\r\n 9. 4. 3 记录调试代码和过程 \r\n\r\n 9. 4. 4 模拟代码和问题 \r\n\r\n 9. 4. 5 简化重视性 \r\n\r\n 9. 4. 6 把问题简化成最简单的元素 \r\n\r\n 9. 4. 7 代码消去法 \r\n\r\n 9. 4. 8 简化法 \r\n\r\n 9. 4. 9 使用调试器 \r\n\r\n 9. 4. 10 跳跃 \r\n\r\n 9. 4. 11 分解法 \r\n\r\n 9. 4. 12 种植错误法 \r\n\r\n 9. 4. 13 编译检测法 \r\n\r\n 9. 4. 14 整体考虑法 \r\n\r\n 9. 4. 15 使用不同操作系统上的另一个编译导 \r\n\r\n 9. 4. 16 每次改变一个变量 \r\n\r\n 9. 4. 17 数字命理学和边界条件 \r\n\r\n 9. 4. 18 检查最近的修改 \r\n\r\n 9. 4. 19 清除系统中的'死代码' \r\n\r\n 9. 4. 20 问题假设法 \r\n\r\n 9. 4. 21 检查本测试的代码 \r\n\r\n 9. 4. 22 不变式法 \r\n\r\n 9. 4. 23 存储器使用情况 \r\n\r\n 9. 4. 24 互斥 \r\n\r\n 9. 4. 25 显示系统的运行情况 \r\n\r\n 9. 4. 26 和工作的系统进行代码比较 \r\n\r\n 9. 4. 27 理解算法 \r\n\r\n 9. 4. 28 检查连通性 \r\n\r\n 9. 4. 29 核心文件 \r\n\r\n 9. 4. 30 增加跟踪 \r\n\r\n 9. 4. 31 数据关系检查 \r\n\r\n 9. 4. 32 重放能力（记录动作） \r\n\r\n 9. 4. 33 生成系统的副本 \r\n\r\n 9. 5 小结 \r\n\r\n 9. 6 bug问题 \r\n\r\n 第10章 不同应用系统的调试 \r\n\r\n 10. 1 小规模单机系统 \r\n\r\n 10. 1. l 成为系统的用户 \r\n\r\n 10. 1. 2 复制环境 \r\n\r\n 10. 1. 3 提防DLL Hell \r\n\r\n 10. 1. 4 输入/输出错误 \r\n\r\n 10. 2 中规模单机系统 \r\n\r\n 10. 3 中规模客户/服务器系统 \r\n\r\n 10. 3. l 生成后端数据库的一个简单描述 \r\n\r\n 10. 3. 2 保留数据的使用情况来发现哪些数据经常被使用 \r\n\r\n 10. 4 大规模系统 \r\n\r\n 10. 4. l 为测试安装一个'后门' \r\n\r\n 10. 4. 2 观察外部条件的改变 \r\n\r\n 10. 5 实时系统 \r\n\r\n 10. 5. l 注意添加调试语句 \r\n\r\n 10. 5. 2 监视硬件软件的冲突 \r\n\r\n 10. 5. 3 时间问题 \r\n\r\n 10. 6 嵌入式系统 \r\n\r\n 10. 6. l 模拟器问题 \r\n\r\n 10. 6. 2 抑制中断 \r\n\r\n 10. 6. 3 协议错误 \r\n\r\n 10. 6. 4 看门狗时钟 \r\n\r\n 10. 6. 5 调试嵌入式系统 \r\n\r\n 10. 7 分布式系统 \r\n\r\n 10. 7. l 中间设备错误 \r\n\r\n 10. 7. 2 预测错误 \r\n\r\n 10. 7. 3 连接错误 \r\n\r\n 10. 7. 4 安全错误 \r\n\r\n 10. 7. 5 信息数据库 \r\n\r\n 10. 7. 6 记录的事后调查分析 \r\n\r\n 10. 8 模拟系统 \r\n\r\n 10. 8. l 封装硬件接口 \r\n\r\n 10. 8. 2 把模拟调用封装成预测错误返回 \r\n\r\n 10. 8. 3 把实际系统模拟器的问题简化成最简单的形式 \r\n\r\n 10. 9 小结 \r\n\r\n 10. 10 bug问题 \r\n\r\n 第11章 调试之后 \r\n\r\n 11. l 是不是在其他地方犯同样的错误 \r\n\r\n 11. 2 bug背后隐含了什么 \r\n\r\n 11. 3 怎样预防同类bug \r\n\r\n 11. 3. l 理解原因 \r\n\r\n 11. 3. 2 保留测试用例 \r\n\r\n 11. 3. 3 利用bug为将来的设计 \r\n\r\n 11. 4 怎样更容易发现类似的 bug \r\n\r\n 11. 4. 1 创造工具 \r\n\r\n 11. 4. 2 记录bug \r\n\r\n 11. 4. 3 预留调试框架 \r\n\r\n 11. 5 我是否有所进步 \r\n\r\n 11. 5. l bug量度 \r\n\r\n 11. 5. 2 bug跟踪 \r\n\r\n 11. 5. 3 怎样处理数据 \r\n\r\n 11. 6 小结 \r\n\r\n 11. 7 bug问题 \r\n\r\n 第12章 bug预防 \r\n\r\n 12. 1 什么是bug预防 \r\n\r\n 12. 2 一般技术 \r\n\r\n 12. 2. 1 预防bug的人 \r\n\r\n 12. 2. 2 问题原因分析 \r\n\r\n 12. 2. 3 检测错误 \r\n\r\n 12. 2. 4 重用 \r\n\r\n 12. 2. 5 减小复杂度和管理复杂度 \r\n\r\n 12. 2. 6 现实世界的文档 \r\n\r\n 12. 2. 7 内部基础结构支持 \r\n\r\n 12. 3 需求中的bug预防 \r\n\r\n 12. 3. l 理解问题 \r\n\r\n 12. 3. 2 正确获得需求 \r\n\r\n 12. 4 设计中的bug预防 \r\n\r\n 12. 4. 1 不同的设计产生不同的bug类型 \r\n\r\n 12. 4. 2 设计接口 \r\n\r\n 12. 4. 3 设计包含文档的代码 \r\n\r\n 12. 5 实现中的bug预防 \r\n\r\n 12. 5. 1 理解开发工具 \r\n\r\n 12. 5. 2 防御编码 \r\n\r\n 12. 5. 3 实现选择 \r\n\r\n 12. 5. 4 逐步测试 \r\n\r\n 12. 6 小结 \r\n\r\n 12. 7 bug问题 \r\n\r\n 第13章 测试 \r\n\r\n 13. 1 单元测试 \r\n\r\n 13. 1. l 测试什么 \r\n\r\n 13. 1. 2 单元测试为什么重要 \r\n\r\n 13. 1. 3 怎样应用到调试中 \r\n\r\n 13. 1. 4 单元测试有什么重要问题 \r\n\r\n 13. 2 验证测试 \r\n\r\n 13. 3 质量保证测试 \r\n\r\n 13. 4 测试方法 \r\n\r\n 13. 4. l 路径测试 \r\n\r\n 13. 4. 2 事务处理测试 \r\n\r\n 13. 4. 3 输入验证 \r\n\r\n 13. 4. 4 算法测试 \r\n\r\n 13. 4. 5 决策表 \r\n\r\n 13. 4. 6 状态机分析 \r\n\r\n 13. 4. 7 综合测试 \r\n\r\n 13. 4. 8 自上向下测试和自下向上测试 \r\n\r\n 13. 4. 9 配置调试 \r\n\r\n 13. 4. 10 恢复崩溃和掉电测试 \r\n\r\n 13. 4. 11 安全性测试 \r\n\r\n 13. 4. 12 第三方测试 \r\n\r\n 13. 4. 13 多用户测试 \r\n\r\n 13. 4. 14 负载和性能测试 \r\n\r\n 13. 4. 15 测量和统计 \r\n\r\n 13. 5 小结 \r\n\r\n 13. 6 bug问题 \r\n\r\n 第14章 维护 \r\n\r\n 14. 1 什么是软件维护 \r\n\r\n 14. 1. l 维护工作 \r\n\r\n 14. 1. 2 维护的挑战 \r\n\r\n 14. 1. 3 软件的退化需要软件维护 \r\n\r\n 14. 2 创建一个可维护的软件系统 \r\n\r\n 14. 2. 1 创建可理解的软件 \r\n\r\n 14. 2. 2 可维护设计 \r\n\r\n 14. 2. 3 提供一个回归测试环境 \r\n\r\n 14. 2. 4 创建一个可维护的环境 \r\n\r\n 14. 3 维护现有的软件 \r\n\r\n 14. 3. l 修改现有软件系统 \r\n\r\n 14. 3. 2 围绕现有的需求和设计bug展开工作 \r\n\r\n 14. 3. 3 彻底的回归测试 \r\n\r\n 14. 3. 4 保持修改跟踪 \r\n\r\n 14. 4 什么时候要放弃 \r\n\r\n 14. 5 小结 \r\n\r\n 14. 6 bug问题 \r\n\r\n 第15章 专业调试 \r\n\r\n 15. 1 学习成为一名调试员 \r\n\r\n 15. 1. l 在软件维护和改进组中工作 \r\n\r\n 15. 1. 2 学习编写源代码的一个好办法 \r\n\r\n 15. 2 什么地方需要专业调试员 \r\n\r\n 15. 2. 1 在设计阶段 \r\n\r\n 15. 2. 2 在需求阶段 \r\n\r\n 15. 2. 3 在代码审查阶段 \r\n\r\n 15. 2. 4 在代码移交阶段 \r\n\r\n 15. 2. 5 项目阶段总结 \r\n\r\n 15. 3 优秀专业调试者的特点 \r\n\r\n 15. 3. 1 老练 \r\n\r\n 15. 3. 2 耐性 \r\n\r\n 15. 3. 3 探测技巧 \r\n\r\n 15. 3. 4 处理压力的能力 \r\n\r\n 15. 3. 5 工程的/科学的方法 \r\n\r\n 15. 3. 6 忘我 \r\n\r\n 15. 3. 7 坚定不移 \r\n\r\n 15. 4 专业调试者的一天 \r\n\r\n 15. 5 小结 \r\n\r\n 15. 6 bug问题 \r\n\r\n 附录A bug问题的答案 \r\n\r\n 附录B 附加的阅读资料 \r\n
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自从有了计算机以来, 甚至更早的时候, bug和debug的斗争就一直纠缠在每个编程人员的心头. 但是过去30年以来程序员们并没有真正做出什么改变. 那些在软件工业发展的初期就存在的问题, 现在仍然存在. 软件的bug和在早期一样, 仍然在当今的软件中出现, 但是数量已经大不一样了. 过去bug只出现在独立的单个用户或者一组用户之中, 现在它们却出现在整个世界. 那些过去仅需要手工重新制作报告并重新输入数据的问题, 而现在可能意味着一个组织的生存.

尽管调试在软件的各个领域都极其重要, 但它仍然被看作软件工程师的例行工作, 这种状况越来越明显地需要改变. 调试必须和设计和需求分析一样进行考虑：就是说, 作为它本身的工作. 用特殊的态度来考虑如何编写系统的设计, 并不起多大的作用, 但是如果用特殊的态度来考虑如何维护和修正系统的代码, 则不然.

在目前的各种软件开发书籍中, 大量的篇幅被用于讨论关于设计软件. 编写代码和配置系统的更好方式等内容, 通常到最后才考虑调试. 但是它是软件开发生命过程中的一个自然的部分, 是不容忽视地存在于我们每个软件项目中的, 并且关系到整个项目的成功与否. 调试和测试介入项目的时间越早, 最后成品软件的质量就越高.

本书的作者都在软件领域工作多年, 有着丰富的工程实践经验. 本书将调试作为一门专业的学科进行研究和分析, 提供大量的代码实例和问题描述, 对调试的各个方面进行细致而深入的阐述和讨论, 系统而有条理地解决了许多我们长期思考但仍然迷惑不解的问题. 阅读本书, 就像一名长者正在娓娓道来, 真有一种如沐春风的感觉.

全书以bug为中心, 内容围绕调试这一主题进行组织, 大致可以划分为三个部分. 第2章到第5章包括bug诊断. 分类以及它们的症状. 第6章到第10章讨论那些处理bug的策略, 包括可以使用的工具以及在不同情况下如何最有效地使用它们. 第门章到第16章包括对专业调试的解释以及如何成为一个出色的调试员. 每章的最后都有一个bug问题留待读者思考, 并将解答放在附录中.

本书主要面向的读者群是软件项目的开发人员. 调试人员. 测试人员以及管理人员. 本书由邓劲生. 刘锋. 陈永然. 陶阳等完成主要章节的翻译工作, 参加录入. 校对和排版的其他人员还有王江书. 刘培英. 何易非. 任芳. 金姜等, 全文由邓劲生统校. 作为译者, 我们逐字逐句地细细研读本书, 感觉从中受益匪浅. 但是由于我们水平有限, 书中难免出现一些不当甚至错误之处, 恳请读者批评指正.

译者

2001年10月

Matt Telles是软件开发界一名有15年经验的老手. 他经历过FORTRAN. COBOL和其他奇怪的语言. 现在是Microsoft公司的高级工程师. 他的时间主要花在查找和修复别人产生的bug上. 除此之外, 他还喜欢将他掌握的技术教给其他开发人员. 拥有了对应用程序进行编程. 设计. 做文档和调试的专门技术之后, 他已经到达了当今程序员的巅峰：能够为专著写自己的简历. Matt还出版过其他5本书, 他居住在Colorado州的Lakewood, 正在忙着玩他心爱的DEC 10.