第3條：確保前置條件與后置條件都能夠得到滿足

修理電子設(shè)備的時候，我們首先要檢查供電是否正常，也就是檢查電流有沒有從電源模塊正確地流入該設(shè)備的電路中。在很多情況下，這項檢查都能幫助我們找出問題。計算機(jī)程序與之類似，很多問題也可以通過對例程的入口點(diǎn)（entry point）與出口（exit）進(jìn)行檢查而得以確定。入口點(diǎn)就是前置條件（precondition），它指的是程序在即將執(zhí)行例程時所具備的狀態(tài)，以及傳遞給該例程的輸入值，出口則是后置條件（postcondition），它指的是程序執(zhí)行完例程之后的狀態(tài)及其返回值。如果前置條件得不到滿足，那說明用來設(shè)置這些前置條件的代碼里面有錯誤，若是后置條件得不到滿足，則說明該例程本身有問題。如果兩者都正確，那么應(yīng)該轉(zhuǎn)向其他地方去尋找bug。

我們可以在例程開始的地方、調(diào)用例程的地方或關(guān)鍵算法開始執(zhí)行的地方設(shè)置斷點(diǎn)（參見第30條）。為了判斷前置條件是否得到滿足，我們應(yīng)該仔細(xì)檢查算法的參數(shù)，包括傳入的參數(shù)值，調(diào)用方法時所針對的對象，以及可疑代碼所使用的全局狀態(tài)。尤其要注意以下幾點(diǎn)：

?找出那些本來不應(yīng)為null，但實(shí)際上卻為null的值。

?調(diào)用數(shù)學(xué)函數(shù)的時候，確保傳入的值位于該函數(shù)的定義域之內(nèi)，例如，調(diào)用log函數(shù)時傳入的值應(yīng)該大于0。

?查看對象、結(jié)構(gòu)體與數(shù)組的內(nèi)部細(xì)節(jié)，確保其內(nèi)容符合要求。這也可以幫你查出無效的指針。

?檢查變量的取值是否在合理范圍之內(nèi)。如果變量具有6.89851e-308或61007410這樣的可疑取值，那通常表明它還沒有初始化。

?檢查傳給例程的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否正確，例如，map有沒有包含預(yù)期的鍵與值，雙向鏈表（doubly linked list）能不能正確地遍歷。

然后，我們應(yīng)該在例程結(jié)束的地方、調(diào)用完例程的地方或關(guān)鍵算法執(zhí)行完畢的地方設(shè)置斷點(diǎn)，以判斷該例程的執(zhí)行效果是否正確：

?計算出來的結(jié)果看上去合理嗎？有沒有處在預(yù)期的范圍之內(nèi)？

?如果結(jié)果合理，而且位于預(yù)期的范圍之內(nèi)，那么實(shí)際的值是否正確？我們可以通過手算來演練相應(yīng)的代碼，以驗證計算機(jī)的執(zhí)行結(jié)果是否正確（參見第38條），也可以將執(zhí)行結(jié)果與已知的正確值相對比，或是采用其他工具或方法來進(jìn)行驗算。

?例程的副作用是否符合預(yù)期？可疑代碼所接觸到的其他數(shù)據(jù)是否遭到破壞或擁有了不正確的取值？有些算法在遍歷數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，會把一些維護(hù)其工作所用的信息記錄在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，對于這些算法來說，尤其應(yīng)該進(jìn)行這樣的檢查。

?算法所獲得的資源，如文件句柄及鎖，有沒有正確地釋放？

同樣的方法也可以用在更為高層的操作與配置環(huán)境中。例如，如果要驗證SQL語句是否正確地構(gòu)建了某張表格，我們可以查看它所掃描的那些表格及視圖，并且看看它構(gòu)建出來的那張表格是什么樣子。如果要判斷基于文件的處理流程是否正確，我們可以檢查其輸入文件與輸出文件。如果要調(diào)試某個構(gòu)建在Web服務(wù)上面的操作，我們可以檢查其中每項Web服務(wù)的輸入與輸出。如果要排解整個數(shù)據(jù)中心的故障，我們可以檢查其中每個元素所需要的及所提供的機(jī)制是否正確，其中包括網(wǎng)絡(luò)連接、DNS、共享存儲、數(shù)據(jù)庫以及中間件等。在這些情況下，我們都必須親自驗證（verify），而不能想當(dāng)然地接受假設(shè)（assume）。

要點(diǎn)

■ 仔細(xì)檢查例程的前置條件與后置條件。