Udacity调试课笔记之简化失败

 

Udacity调试课笔记之简化失败

       这一单元是本课的核心，讲解了一个调试技术，就是Zeller教授自己发明的Delta调试方法啦!Delta debugging。这个方法还是很容易理解的，过程清楚、明白，不难。具体实现则看个人的需要及编程水平了。

首先，为什么要有这么一单元？为什么要简化？简化的意思是什么？简化就意味着：

1、理解事物更容易

2、解释事物更容易

        那根据什么原则来简化呢？这里就有个“相关”relevant的概念了。什么是“相关”的事物或条件？

        好说，考虑佛家常说的因果，有因才有果，把 因 看作是果的“相关”条件的话，无因就无果——在这个相关的条件（集合）发生了改变时，结果就会不一样。所以，能够有差之毫厘，失之千里效果的东东，就是“相关”的条件了。

        为什么要关注“相关”的条件？这很简单，就像福尔摩斯和柯南从错综复杂的案件中，找到真正的凶手一样，有很多人看似与案件有关，但永远不是真正的凶手。而我们要做的也是一样，抽丝剥茧，找到真正跟程序失败有关的输入。进而通过简化后的输入来找到程序中的缺陷。

        所以，本单元的目标就是：

1、将测试案例简化，简化到剩下的每个字母都是失败的“相关”条件。

2、自动化完成步骤1

而要实现自动化需要两个条件：

1、策略——如何进行每一步的化简。

2、自动检测的机制。每一步化简后，确定是否通过测试。一般是直接使用测试框架，调用程序来处理化简的数据集合。

        本单元介绍的策略就是Zeller教授的Delta调试法，应该还存在其他策略，大家积极发言啊。

    课程中，他从《程序设计实践》一书的二分调试查找法开始，过渡到他的Delta调试法，我这里就直接列出最终Delta调试法的内容：

准备工作：输入数据集合X，初始化子集个数n = 2。

步骤：

1、将X分成n个子集（均不均分不用我说了吧），初始化n = 2，见准备工作。

2、自动检测各个子集，如果没有通过测试，则将这个子集作为新的X，递归处理，n=max(n-1, 2)。

3、全部通过测试，则提高颗粒度n=min(2*n, x的大小)。

       再把本单元最后才介绍的内容提前在此说一下。Zeller教授一开始的代码中，是对HTML文件逐个字符地进行处理，但实际可以针对HTML的格式，将HTML代码分成各个标识符，这样就组成了一个标识符列表，HTML起作用的基本单元当然就是标识符啦。然后再使用delta调试法对这个列表进行处理，效率上会高很多。

    也许有人会关心Delta调试法的效率如何——Delta调试会不会很慢？答案是，呃，从时间复杂度来看，不慢。因为最终简化得到的结果往往只占原集合的很小一部分，所以多数的阶段里，Delta调试法是以二分查找的方式在运作——也就是《程序设计实践》里的二分查找调试，只有极少数阶段会接近线性查找。所以，哪怕是1000行的html代码，每行20个字符，处理起来也会飞快（最起码应该比上一单元那模式库匹配要好一点吧），更不用说将结构因素考虑进去后，可以大幅度的减少数据的单位了。所以Delta调试法的时间复杂度大约是O(log n)。话又说回来了，如果他的检测机制过慢的话，那肯定是很慢了，比如每次都要重启下电脑花上两分钟的话，这就太慢了。

       最终，使用delta调试法和检测机制的结合，将一个800行的html文件，化简成了8个字符的一个标识符，一个html标签，<select>。可以说是化简到了极致。

        Delta调试法还可以用于简化fuzz inputs 和 更新（补丁），还有像sql 的where条件检查，处理方法与上相似，检测机制略有不同而已。

        Fuzz测试就是生成随机的输入来测试一个程序和API，生成的随机输入就是fuzz inputs，用Delta调试法可以找出程序或API无法处理的输入是什么。

       更新（补丁）则是找补丁中最小的、“相关”的补丁子集。

       哲学层次部分笔记就先省了。最后补充两点：

       1、Zeller教授指明了，之前找到的<select>标签是引发Mozilla崩溃的输入，但真正错误的当然不是这个标签，它的语法没有错误，就算错误的html也不应该引起浏览器的崩溃，所以实际的bug还是Mozilla浏览器中处理这个标签的代码。

       2、可以使用Delta调试法的输入还是比较特殊的，比如像html，像sql 的where条件，输入的不同子集之间不存在影响或影响很小，而像算法处理的那些数据就不可能用Delta调试法来化简了。

      调试课的字幕翻译完第3单元，第4单元在中秋节放假那几天因为没有网络，无聊地翻译了几个，现在已经不想再翻译了。累。