كشف وإزالة أخطاء البرمجة المحتملة
وبينما من المرجح أن يواجه المبتدئون أخطاء أكثر من المبرمجين الذين لديهم سنوات من الخبرة، إلا أن الأخطاء لا تزال جانبًا شائعًا لدى الجميع، بغض النظر عن مدى خبرتهم، ومن غير المحتمل أن تحدث في وظيفتك. هذا هو ببساطة جوهر البرمجة، ويمكن أن يكون العثور على جميع الأخطاء المحتملة في برنامجك وإصلاحها أحد أصعب أجزاء المهمة.
للقيام بذلك، قد يكون من الحكمة التعرف على الأنواع المحتملة من أخطاء البرمجة التي قد تواجهها على طول الطريق، بالإضافة إلى طرق اكتشافها والقضاء عليها، حتى تتمكن من أن تصبح مبرمجًا أفضل وأكثر تقدمًا في أي لغة؛ C++، PHP، وما إلى ذلك. لذا، إليك دليل يوضح بالتفصيل كل ما يجب أن تعرفه حول أخطاء البرمجة:
كيف تبدو أخطاء البرمجة؟
أخطاء البرمجة هي مواطن الخلل أو الأخطاء التي تمنع البرنامج من الأداء بالطريقة المرغوبة والمتوقعة. يمكن أن تظهر أخطاء البرمجة بعدة طرق، بدءًا من الأخطاء الصغيرة مثل الأخطاء المطبعية في التعليمات البرمجية وحتى الأخطاء الأكثر تعقيدًا مثل نتائج الأداء غير المتوقعة أو حتى الأعطال المفاجئة.
تسمى الأخطاء التي تحدث أثناء الترميز عمومًا بالأخطاء، بغض النظر عن طبيعتها، ويُعرف الإجراء الخاص باكتشاف أي أخطاء محتملة وإزالتها باسم تصحيح الأخطاء.
أكثر أشكال الأخطاء البرمجية شيوعاً
اليوم، هناك مجموعة واسعة من الأخطاء والأخطاء الأخرى التي يمكن اكتشافها أثناء عملية الترميز. ومع ذلك، هناك بعض الأخطاء التي تميل إلى الحدوث في كثير من الأحيان والتي تعامل معها معظم المبرمجين مرة واحدة على الأقل في حياتهم المهنية. فيما يلي بعض المشكلات الأكثر شيوعًا التي قد تلاحظها أيضًا:
خطأ في بناء الجملة
يعلم الجميع أن لغات الكمبيوتر لها مجموعة قواعد نحوية خاصة بها، تشبه إلى حد كبير لغاتنا البشرية. ولكن على الرغم من أن لدينا القدرة على التواصل حتى مع القواعد النحوية غير الكاملة، فإن أجهزة الكمبيوتر ليست بهذا التعقيد.
هذا هو المكان الذي تحدث فيه أخطاء في بناء الجملة؛ تحدث عندما لا يتم اتباع تسلسل معين من قواعد لغة الكمبيوتر بدقة. بمعنى آخر، أخطاء بناء الجملة هي عادةً أخطاء بسيطة إلى حد ما مثل فقدان الأحرف أو الكلمات التي بها أخطاء إملائية في التعليمات البرمجية.
على الرغم من أن هذه الأشكال من الأخطاء يجب أن تصبح أقل شيوعًا مع الممارسة، إلا أنها تحتاج دائمًا إلى التصحيح قبل أن تتمكن من تشغيل البرنامج. لحسن الحظ، يجب أن تحدث أخطاء في بناء الجملة بسهولة في وقت التشغيل.
خطأ منطقي
تحدث الأخطاء المنطقية، المعروفة أيضًا باسم الأخطاء الدلالية، عند حدوث خطأ في سلسلة من تعليمات البرنامج، مثل استخدام دالة أو صيغة خاطئة.
لسوء الحظ، قد يكون من الصعب اكتشاف هذه الأخطاء بشكل خاص دون التسبب في تعطل البرنامج أو التسبب في أي مشاكل خطيرة. من الناحية الفنية، سيعمل البرنامج كما هو متوقع، لكنه سينتج نتيجة مختلفة عن المتوقع. لهذا السبب، قد تكون المغالطة المنطقية "منطقية". لغة برمجة، حتى لو لم يتناسب بشكل صحيح مع البرنامج نفسه.
قد تكون فكرة جيدة التشاور مع مديري المنتجات عند كتابة الاختبارات لتجنب الأخطاء المنطقية.
خطأ حسابي
على الرغم من أنها خطأ منطقي من الناحية الفنية، إلا أن الأخطاء الحسابية ترتبط في الواقع بالرياضيات. تحدث غالبًا عندما يحاول أحد البرامج تنفيذ مهمة مستحيلة، مثل القسمة على صفر، وغالبًا ما يكون ذلك دون علم المبرمج.
في حين أن هذه الأنواع من الأخطاء لا تبدو بالضرورة خطيرة للوهلة الأولى، إلا أنها يمكن أن تسبب في كثير من الأحيان المزيد من الأخطاء المنطقية أو حتى أخطاء وقت التشغيل عند محاولة القسمة على صفر. ومع ذلك، يمكن بسهولة منع حدوث خطأ حسابي إذا كان لديك اختبارات فعالة تتضمن حالات هامشية مثل الأرقام السالبة والصفر.
خطا وقت التشغيل
كما يوحي اسمه، خطأ وقت التشغيل هو خطأ يحدث بشكل غير متوقع عند بدء تشغيل البرنامج أو أثناء تشغيله. وهي على الأرجح السبب وراء أي أحداث غير متوقعة، مثل خروج عناصر المصفوفة من النطاق أو القسمة على صفر.
من الصعب أيضًا اكتشاف أخطاء وقت التشغيل بشكل عام نظرًا لأن البرنامج سيعمل على الأرجح بشكل جيد من جانبك ولن يقوم المترجم بالإبلاغ عن أي حالات شاذة. إلا أنها تشكل مشكلة أكثر خطورة لأنها تؤثر على المستخدم النهائي وتمنعه من أداء المهام الضرورية.
للتخفيف من هذه الأنواع من الأخطاء، تأكد من وجود نظام فعال للإبلاغ عن الأخطاء يمكنه الإبلاغ عن الأخطاء المحتملة في وقت التشغيل وفتح أي أخطاء محتملة تلقائيًا في نظام التذاكر. وتذكر أن تتعلم من هذه الأخطاء حتى لا تكررها في المستقبل.
خطأ في الموارد
سيقوم الجهاز الذي يقوم بتشغيل البرنامج حاليًا بتخصيص قدر معين من الموارد له دائمًا. في حالة تسبب جانب غير متوقع من التعليمات البرمجية في قيام الجهاز بمحاولة تخصيص موارد أكثر مما هو موجود بالفعل، فمن المحتمل أن يؤدي ذلك إلى حدوث أخطاء في الموارد.
لسوء الحظ، قد يكون من الصعب جدًا اكتشاف هذا النوع من المشكلات نظرًا لأن جهازك قد يكون بجودة أفضل وأداء أعلى من الخوادم التي تقوم بتشغيل التعليمات البرمجية. علاوة على ذلك، فإن محاكاة الاستخدام الواقعي من جهاز محلي أمر صعب للغاية أيضًا.
عند محاولة تجنب أخطاء الموارد، فإن وجود نظام رائع لإعداد التقارير عن استخدام الموارد يمكن أن يكون بمثابة مساعدة كبيرة. على أية حال، قد يكون من الأفضل إصلاح هذه المشكلات بواسطة فريق العمليات بدلاً من المطورين.
خطأ في المترجمق
قد تتطلب لغة البرمجة التي تستخدمها تجميعًا، مما يعني أنه يجب ترجمة التعليمات البرمجية ذات المستوى الأعلى إلى تعليمات برمجية ذات مستوى أدنى يسهل على الجهاز فهمها ومعالجتها. عندما لا يكون لدى المترجم الخاص بك القدرة على تحويل الخوارزمية بشكل صحيح إلى لغة ذات مستوى أدنى، تحدث أخطاء الترجمة (المعروفة أيضًا باسم أخطاء وقت الترجمة).
في حالة مواجهة برنامجك لهذه المشكلات، فمن المرجح أن تفشل في إجراء الاختبارات أو حتى تشغيله. ومع ذلك، قد تتمكن من تجنب مشاكل التجميع إذا حاولت الحصول على تعليقات في وقت مبكر. إذا قمت بتشغيل المترجم في كثير من الأحيان، فيجب أن تكون قادرًا على الحصول على تعليقات في كل خطوة، مما يسمح لك بحل المشكلات الصغيرة أثناء التقدم، بدلاً من الاضطرار إلى استكشاف أخطاء البرنامج بأكمله وإصلاحها بعد الانتهاء.
خطأ في الواجهة
عندما يكون هناك تناقض بين الاستخدام المقصود لبرنامجك وكيفية استخدامه حاليًا، فمن المحتمل أن تحدث أخطاء في الواجهة. نظرًا لأن معظم البرامج تميل إلى اتباع معايير معينة، فقد تظهر أخطاء الواجهة عندما لا يتوافق الإدخال الذي يتلقاه برنامجك مع المعايير الدقيقة التي حددتها.
قد يكون من الصعب التعرف على هذه الأخطاء بشكل خاص لأنها قد تظهر غالبًا كمشكلات من جانبك وليس كأخطاء من جانب المستخدم النهائي. الطريقة الأكثر فعالية للتعامل مع أي أخطاء في واجهة المستخدم هي الحصول على وثائق بسيطة وواضحة والتعرف على هذه المشكلات مبكرًا لتقديم تعليقات مفيدة للمستخدمين.
خطأ مخفي
الأخطاء الكامنة هي عمومًا تلك الأخطاء "المخفية" التي تحدث فقط عند استخدام تجميع بيانات معين. يحدث هذا في معظم الأحيان عندما لا يتذكر المبرمج التعامل مع حالات حافة معينة.
لسوء الحظ، لا يمكن اكتشاف الأخطاء المخفية إلا باستخدام جميع المجموعات الممكنة من البيانات المتاحة.
طرق اكتشاف الأخطاء وإزالتهاк
بالإضافة إلى الحالات الموضحة أعلاه، قد تحتاج إلى مساعدة إضافية في اختبار الخوارزميات الخاصة بك ومحاولة اكتشاف أي أخطاء محتملة. ولتحقيق هذه الغاية، إليك بعض الطرق التي يمكن أن تساعد:
استخدم مصحح الأخطاء - أداة مفيدة للغاية تم دمجها بالفعل في معظم بيئات التطوير المتكاملة الحديثة، وسيسمح لك مصحح الأخطاء بإيقاف التعليمات البرمجية عند أي نقطة توقف محددة، وتنفيذ التعليمات البرمجية سطرًا تلو الآخر، وتغيير المتغيرات، والتحقق من حالة البرنامج في وقت التشغيل، والقيام بالعديد من الأشياء المفيدة الأخرى الأشياء التي سوف تسمح لك للعثور على الأخطاء.
تشغيل اختباري أو فحص مكتبي – إحدى العمليات الأساسية للعثور على الأخطاء في الخوارزميات، ويتم إجراء التشغيل التجريبي عن طريق تنفيذ كل خطوة من خطوات الخوارزمية واحدة تلو الأخرى مع تتبع النتائج.
باستخدام الجدول آثار – من خلال السماح لك بالتحقق من التعليمات البرمجية الخاصة بك بأكبر قدر من التفاصيل حسب الحاجة، يمكن أن تكون جداول التتبع أيضًا أدوات مفيدة بشكل خاص. لاستخدامها بشكل فعال، ضع في اعتبارك أن صفوف الجدول توضح حالة خطوة واحدة في الكود، بينما توضح الأعمدة قيم المتغيرات في تلك الخطوات المحددة.
إعادة كتابة الكود - إذا كنت تشعر أنك لا تستطيع العثور على الخطأ، ولكن الكود ليس طويلًا بشكل خاص ولديك متسع من وقت الفراغ، يمكنك محاولة إعادة كتابة الكود بالكامل. على الرغم من أن هذه ليست ممارسة شائعة (حتى أن بعض المبرمجين يقولون إنه لا ينبغي القيام بها أبدًا)، إلا أنها يمكن أن تكون حلاً جيدًا للمبتدئين الذين ما زالوا يمارسون مهاراتهم ويطورونها.
لجوء، ملاذ - في بعض الأحيان قد يكون حل مشاكلك بسيطًا مثل طلب المساعدة من زملائك أو المجتمعات عبر الإنترنت، حيث من المحتمل أن يكون شخص آخر قد واجه بالفعل المشكلة المحددة التي تواجهها وقام بحلها. حتى كتابة مشاكلك أثناء طلب المساعدة يمكن أن يسمح لك بفهم ماهية المشكلة.
إنتاج
يمكن أن تكون البرمجة في كثير من الأحيان مهمة معقدة، والمتطلبات المطلوبة تميل إلى أن تكون غير واضحة، وعادة ما تتغير الخوارزمية بشكل متكرر. لذا، حاول ألا تكون شديد القسوة على نفسك وتذكر أن الأخطاء جزء لا مفر منه من الإجراء. لا شك أن أخطاء البرمجة ستستمر في الحدوث في المستقبل، ولكن كلما تدربت وتعلمت أكثر، أصبحت أفضل في ملاحظتها وتصحيحها في الوقت المناسب.
نأمل أن يشرح هذا الدليل الشامل الأشكال المختلفة لمشاكل البرمجة التي قد تواجهها، بالإضافة إلى كيفية التعرف عليها وإصلاحها، وإعدادك لمواجهة ما لا مفر منه.
