软件构造第七章复习总结

本章主要讲解内容如下
健壮性和正确性
▪ Throwable ▪ Runtime异常、其他异常
▪ Checked异常、Unchecked异常
▪ Checked异常的处理机制： – 抛出、捕获、处理、清理现场、 释放资源等
▪ 自定义异常类
▪ 断言的作用、应用场合
▪ 调试的基本过程和方法
▪ 黑盒测试用例的设计 – 等价类划分、边界值分析
▪ 以注释的形式撰写测试策略
▪ JUnit测试用例写法 ▪ 测试覆盖度
Robustness(鲁棒性/健壮性):
系统 或组件在存在无效输入或压力环境条件时可以正确运行的程度
鲁棒性编程关注异常终止和异常活动的处理
– 对自己做的事情保守（满足specification），对接收的信息自由（能够处理 各类情况）。 严于律己，宽于待人！
Reliability=Robustness+ Correctness
Mean time between failures (MTBF)
平均故障间隔 时间，是指相邻两次故障之间的平均工作时间。
错误处理是指 编程、应用程序和通信中错误的预测、检测和解决。
异常的关系

Error类描 述Java虚拟机内部错误(资源耗尽和系统错误等)，多数情况下无需处 理，也无法处理
Exception类描述程序 导致的错误，需要处理
. 异常处 理机制将允许代码将错误或者异常事件传递给调用它的代码。
当方法不能正常完成时，提供 了另外一个退出路径
在进行Java编程时，请关注Exception hierarchy。
▪Exception层次结构也分为两个分支：从RuntimeException派生的异常和不派生的异常
发生RuntimeException是因为发生了编程错误。

• A bad cast(类型转换)
  – An out-of-bounds array access – A null pointer access

• • 发生任何其他异常是因为其他好程序发生了一件坏事，例如I / O错误

• Trying to read past the end of a file
  – Trying to open a file that doesn’t exist
  – Trying to find a Class object for a string that does not denote an existing class
  如果是RuntimeException，那就是你的错 - 你可以通过针对数组边界测试数组索引来避免ArrayIndexOutOfBoundsException。 - 如果在使用变量之前检查变量是否为null，则不会发生NullPointerException。
  
  未经检查的异常：编程错误，其他不可恢复的失败（Error + RuntimeException） - 编译程序无需任何操作，但未捕获的异常将导致程序失败不要求必须捕获处理
  检查异常：每个调用者都应该知道并处理的错误 - 必须被捕获或传播，或者程序将无法编译（编译器检查您是否为所有已检查的异常提供了异常处理程序）要求必须捕获处理，编译器会进行检查）
  
  尝试以编程方式（例如，通过Integer.parseInt（））尝试将字符串转换为数字类型，但字符串没有适当的格式。
  IllegalArgumentException以编程方式抛出以指示方法已被传递非法或不适当的参数。 您可以为自己的方法重用此异常
  方法不仅可以告诉编 译器返回值是什么，也可以声明会出现什么样的错误
  会抛出 异常的四种情况
  调用的方法抛出了异常
  自己的方法抛出了异常
  程序存在错误
  虚拟机 或者运行时类库错误
  如果子类中重写超类的方法，则子类方法声明的受检查 异常不能比超类方法更普遍。
  可以抛出更特定的异常(子类型)，或者不要在子类 方法中抛出任何异常。
  如果超类方法根本不抛出checked异常，那么子类 中方法(重写)也不应抛出。
  当try块中出现异常时，将忽略出现异常位置之后的代码，由catch子句进行异 常处理
  如果子类方法重写了父类方法，父类方法没有抛出异常，则 子类方法中需要catch所有的checked异常(不能继续传播)
  子类继承自父类的方法，在子类 中不能增加异常
  Finally部分的代码，是否捕获异常都会被执行。
  异常处理机制：异常被抛出时，JVM根据异常中的信息查找处理异常的代 码，通过调用栈进行反向查找，直到找到为止，如果找不到则终止程序
  断言用于在运行时检查代码正确性
  t. 断 言要优于if-else语句：1.对程序中的假设起到适当的文档作用；2.在实 际运行时不会带来性能问题(在实现运行时断言可被禁止)。
  测试 不变性是否保持，同时起到了文档说明作用
  快速发现bugs
  断言用于检测程序内部的内容
  . 在测试和调试阶段打开断言(快速发现和 定位bugs)，在程序发布后关闭断言(提升性能)
  Java断言语句是与JUnit方法assertTrue（），assertEquals（）等不同的机制.▪它们都声明了关于代码的谓词，但设计用于不同的上下文。 ▪应在实现代码中使用assert语句，以便在实现中进行防御性检查。 ▪应在JUnit测试中使用JUnit assertXXX（）方法，以检查测试结果。 ▪断言语句不在没有-ea的情况下运行，但JUnit assertXXX（）方法始终运行。
  用exception来处理期望发生的情况(知道会发生，但是不知何时) 用断言来处理 绝对不该发生的情况
  Exception处理错误的输入 数据，断言检查bugs
  防御性编程是防御性设计的一种形式，旨 在确保在不可预见情况下软件持续提供功能的能力。
  主要思想：如果某个方法被传入了不良数据，即使这 是另一个子程序的错误，方法本身也不会受到破坏。
  隔栏是一种容损策略
  类的public方法中假设数据是 不安全的，他们负责检查和清洗；private方法则认为被公有方法接收 处理后的数据是安全的。
  . 对异常的处理：在开发阶段让异常尽可能明 显的展示出来，而在产品运行时让异常能够自我恢复。 --进攻式编程
  调试是发现错误根源并纠正错误的过程。
  调试是成功测试的后续步骤。
  测试和调试不是增强软件质量的手段，而是 诊断缺陷的方法。
  调试是最后的手段
  Debugging Process
  重现问题
  找到原因
  解决问题，避免引入回归性错误 ? 总结经验
  Reproduce the Bug
  首先找到一个可产生失败的小的可重复测试用例。
  控制所有的变量是重现的重点 最好的方法是通过构建工具确保构建环境和对象一致
  确定出现bug的环境
  通过程序模拟硬件平台的细节
  通过虚拟机实现不同的操作系统环境
  利用逆向设计推断导致错误的输入 –

1. Work Backward 根据代码回溯工作的运行顺序
   – 2. Explore the Landscape 探测可能的输入值(边界值分析，分支覆盖)
   – 3. Force Error Conditions 利用错误条件，判断一些错误是否发生了
   – 4. Introduce Randomness 利用随机性
   Diagnose
   方法1：从假设开始，构造实验， 证明它是对的或者错的。
   方法2：从不符合理论 的观察结果开始，修正理论。
   插桩
   收集和整理数据，评估任意代码并测试相关 条件。
   2: Divide and Conquer 分治
   3: Leveraging VCS利用版本控制系统
   4: Focus on the differences
   Post-mortem debugging 事后调试
   程序崩溃后调试
   涉及追溯技术和内存/内核转储技术
   转储信息可自动生成、程序生成或手工生成
   From memory dump to printf
   ”可以显示程序的动态信息，放置 在指定位置，优于 memory dump
   日志框架提供 了包含可配置日志记录的功能，可以在运行时和单个功能部件中启用 、禁用或增加详细信息。
   There are seven logging levels for logger: – SEVERE – WARNING – INFO – CONFIG – FINE – FINER – FINEST
   以上为第七章主要内容主要包括
   语法、正则表达式
   ▪ 健壮性和正确性
   ▪ Throwable
   ▪ Runtime异常、其他异常
   ▪ Checked异常、Unchecked异常
   ▪ Checked异常的处理机制： – 抛出、捕获、处理、清理现场、 释放资源等
   ▪ 自定义异常类
   ▪ 断言的作用、应用场合
   ▪ 调试的基本过程和方法