核心概念#

修理電子設備時，第一件事是檢查電源供應是否正常。同樣地，在軟體除錯中，你可以透過檢查 routine 入口處的 preconditions（程式狀態與輸入）和出口處的 postconditions（程式狀態與回傳值）來定位問題。

如果 preconditions 不對，問題在上游設定它們的地方；如果 postconditions 不對，問題就在這個 routine 本身；如果兩者都正確，就需要到其他地方找 bug。

檢查 Preconditions#

在 routine 開頭設置 breakpoint，仔細檢查演算法的參數、呼叫的物件、以及相關的全域狀態。特別注意：

• 不應為 null 的值是否為 null
• 算術值是否在合法的 domain 內（例如傳給 log 的值是否大於零）
• 物件、結構和陣列的內容是否符合預期（也能幫助找到 invalid pointers）
• 數值是否在合理範圍內（未初始化的變數常會出現像 6.89851e-308 或 61007410 這樣的可疑值）
• 資料結構的完整性（例如 map 是否有預期的 key/value，doubly linked list 是否能正確遍歷）

檢查 Postconditions#

在 routine 結尾設置 breakpoint，檢查執行結果：

• 計算結果是否合理？是否在預期範圍內？
• 如果看似合理，結果是否真的正確？（可以手動計算驗證，或與已知的正確值比對）
• routine 的 side effects 是否正確？有沒有資料被意外修改或設為錯誤的值？
• 演算法取得的資源（如 file handles 或 locks）是否正確釋放？

應用於更高層次#

同樣的方法適用於更高層次的操作與環境：

• 驗證 SQL 語句掃描的 table 和建構的結果
• 檢查 file-based 處理的輸入與輸出檔案
• 檢視 web service 各節點的輸入與輸出
• 排查整個 data center，檢查 networking、DNS、shared storage、database、middleware 等各元素

在所有情況下，verify, don’t assume（驗證，不要假設）。

重點回顧#

• 仔細檢查 routine 的 preconditions 和 postconditions