Программирование перестановкой

Программирование путем перестановок , иногда называемое «случайным программированием» или «обстрелом», представляет собой подход к разработке программного обеспечения, при котором проблема программирования решается путем итеративного внесения небольших изменений ( перестановок ) и тестирования каждого изменения, чтобы увидеть, ведет ли оно себя желаемым образом. Этот подход иногда кажется привлекательным, когда программист не до конца понимает код и считает, что одна или несколько небольших модификаций могут привести к созданию правильного кода.

Эта тактика неэффективна, если:

• Не хватает легко выполняемых автоматических регрессионных тестов со значительным охватом кодовой базы:
  • серия небольших модификаций может легко внести в код новые необнаруженные ошибки, что приведет к «решению», которое будет даже менее правильным, чем исходная точка.

• Без разработки через тестирование редко можно путем эмпирического тестирования измерить, будет ли решение работать во всех или значительной части соответствующих случаев.
• Не используется система контроля версий (например, GIT , Mercurial или SVN ) или она не используется во время итераций для сброса ситуации, когда изменение не имеет видимого эффекта.
  • прежде чем будет достигнут удовлетворительный конечный результат, обычно происходит множество фальстартов и корректировок.
  • в худшем случае исходное состояние кода может быть безвозвратно потеряно

Программирование путем перестановки практически не дает или вообще не дает гарантий качества создаваемого кода — это полная противоположность формальной верификации .

Программистам часто приходится программировать путем перестановки, когда API недостаточно документирован. Эта неясность заставляет других копировать и вставлять из эталонного кода, который считается правильным, но сам был написан в результате программирования путем перестановки.

В некоторых случаях, когда программист может логически объяснить, что именно один из небольшого набора вариантов должен работать, программирование путем перестановки приводит к правильному коду (который затем можно проверить) и избавляет от необходимости думать о других (неправильных) вариантах.

Пример

Например, следующий пример кода на языке C (предназначенный для поиска и копирования ряда цифр из более крупной строки) имеет несколько проблем:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

int main(void)
{
    const char* buffer = "123abc";
    char destination[10];
    int i = 0;
    int j = 0;
    int l = strlen(buffer);

    while (i < l) {
        if (isdigit(buffer[i])) {
            destination[j++] = buffer[i++];
        }
        ++i;
    }

    destination[j] = '\0';
    printf("%s\n", destination);
}

Во-первых, это не дает правильного ответа. С заданной начальной строкой он выдает результат «13», когда правильный ответ — «123». Программист, не осознающий структурных проблем, может ухватиться за одно утверждение, говоря: «Ага, есть еще одно приращение». Строка «++i» удалена; но тестирование кода приводит к бесконечному циклу. «Ой, неправильное приращение». Предыдущий оператор добавляется обратно, а строка над ним изменяется, чтобы удалить пост-инкремент переменной i:

    if (isdigit(buffer[i])) {
        destination[j++] = buffer[i];
    }

Тестирование кода теперь дает правильный ответ: «123». Программист удовлетворенно вздыхает: «Вот и все. Теперь все готово». Дополнительное тестирование с различными другими входными строками подтверждает этот вывод.

Конечно, остаются и другие проблемы. Поскольку программист не утруждает себя полным пониманием кода, они остаются незамеченными:

• Если входные данные содержат несколько чисел, разделенных нецифровыми символами, например "123ab456", пункт назначения получает все цифры, объединенные вместе
• Если входная строка больше целевого массива, произойдет переполнение буфера.
• Если входная строка длиннее, чем INT_MAX, поведение не определено, поскольку strlen() возвращает значение типа size_t которое представляет собой целое число без знака и может быть шире, чем int.
• Если char является знаковым типом, и входная строка содержит символы, не входящие в диапазон 0.. UCHAR_MAX после целочисленного продвижения вызов isdigit() имеет неопределенное поведение.

Хотя решение является правильным для ограниченного набора входных строк, оно не является полностью правильным, и, поскольку программист не удосужился разобраться в коде, ошибки не будут обнаружены до более позднего этапа тестирования, если вообще будут обнаружены.

Также известен как «Проб и ошибка», «Создать и проверить», «Тыкать и надеяться». «Метод Birdshot» и «Стиль программирования миллиона обезьян».