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Strumenti per la verificaautomatica dei programmiautomatica dei programmi

Linguaggi dinamici – A.A. 2009/20101

Testing del software� I moderni linguaggi dinamici possono

introdurre diversi effetti collaterali per via delle poperazioni dilazionate a run time

� Tali effetti collaterali vanno controllati di� Tali effetti collaterali vanno controllati di continuo con una attività automatica e costante di verifica della correttezza di un softwaredi verifica della correttezza di un software

� Il processo di verifica è concettualmente semplice ma lungo e tediososemplice, ma lungo e tedioso� È soggetto ad errori umani

� Non scala con le dimensioni del codice

� Va automatizzato!


Tipologie di test� Functional (Unit) test: (molto frequente)

� Si verificano le funzionalità dei singoli moduli� Si verificano le funzionalità dei singoli moduli

� Integration (acceptance) test: (molto frequente)Si ifi l f i lità di lt li ll d l� Si verificano le funzionalità di alto livello del programma, di solito utilizzate dal cliente finale

� Regression test: (frequente in progetti grossi)� Si verifica che le modifiche introdotte non

portino ad una regressione

� Si controlla la presenza di “bug” storicig

� Performance (stress) test: (ambiente server)� Si verifica il livello di prestazione del software


� Si verifica il livello di prestazione del software

Benefici del testing� Intercettazione dei malfunzionamenti a run time

(bug)( g)

� Forma di documentazione del codice (API)

Sviluppo incrementale� Sviluppo incrementale

� Miglioramento del design di un software

� Facilitazione del refactoring


Unit Testing� Meccanismo per verificare automaticamente le

funzionalità di un software

� I requisiti del software sono descritti tramite un insieme di casi di studio (test cases)insieme di casi di studio (test cases)

� Ciascun test case è un insieme di funzioni che mira ad invocare specifici servizi offerti da unmira ad invocare specifici servizi offerti da un software

Di i t t h di id l t� Diversi test case che condividono lo stesso obiettivo possono essere raggruppati in una t t ittest suite


Unit Testing


Funzionalità offerte dallo Unit Test� Le funzioni dei test case non prendono in

ingresso alcun parametro, né forniscono in g p ,uscita alcun valore� Sono delle vere e proprie “procedure”� Sono delle vere e proprie procedure

� All'interno di ciascuna funzione di test, si verifica se un risultato di una operazione èverifica se un risultato di una operazione è coerente con un risultato atteso (asserzione, assert)assert)

� Alla fine di un test, viene stampato un resoconto dettagliatoresoconto dettagliato


Asserzioni� Una asserzione è una funzione che prende in

ingresso due (più comunemente, tre) parametri:g (p , ) p� un oggetto calcolato da una funzione

un oggetto contenente il risultato di riferimento� un oggetto contenente il risultato di riferimento

� una descrizione testuale del test

L' i ifi d t i tà ( d� L'asserzione verifica una data proprietà (ad es., uguaglianza) fra l'oggetto calcolato e l'oggetto di if i tdi riferimento� Se la proprietà vale, il test continua

� Se la proprietà non vale, il test si interrompe


Asserzioni� Esempi di asserzioni comuni:

� assert true(): verità di una espressione booleana� assert_true(): verità di una espressione booleana

� assert_equal(): uguaglianza di due espressioni numerichenumeriche

� assert_not_equal(): disuguaglianza di due espressioni numericheespressioni numeriche

� assert_match(): uguaglianza di due stringhe

� assert_not_match(): disuguaglianza di due stringhe

� assert_nil(): oggetto nullo

� assert_not_nil(): oggetto non nullo


Un scenario di uso (JUnit, Java)


Un esempio di report


Dettagli implementativi� Nei linguaggi dinamici moderni, è presente un

modulo per lo Unit Testingp g� Junit (Java), Test::Simple (Perl), unittest

(Python), Test::Unit (Ruby)(Python), Test::Unit (Ruby)

� Ciascun test è implementato come una classe con diversi metodi (uno per ciascun test case)con diversi metodi (uno per ciascun test case)� La classe è figlia di una classe madre, che mette

a disposizione metodi per l'esecuzionea disposizione metodi per l esecuzione automatica dei test

I metodi eseguono operazioni ed asserzioni� I metodi eseguono operazioni ed asserzioni


Dettagli implementativi� Una suite di test è implementata tramite una

classe a partep� Lista di classi Unit Test

Metodi a disposizione per l'esecuzione� Metodi a disposizione per l esecuzione automatica dell'intera suite

Metodi a disposizione per la generazione di� Metodi a disposizione per la generazione di report riassuntivi nei formati più disparati (testo, PDF HTML)PDF, HTML)


Setup e Teardown� Alle volte, occorre eseguire del codice prima di

procedere con l'esecuzione dei test veri e proprip p p

� Test::Unit mette a disposizione i metodi:setup: eseguito prima di ciascun test� setup: eseguito prima di ciascun test (inizializzazione)

teardown: eseguito dopo ciascun test (cleanup)� teardown: eseguito dopo ciascun test (cleanup)


Best practices per la scrittura dei test� Parte 1: verifica funzionale moduli (Unit Testing)

Si parte da un programma già suddiviso in� Si parte da un programma già suddiviso in moduli; se non lo è, occorre modularizzarlo tramite un processo di refactoringtramite un processo di refactoring

� Si testano tutti i moduli

� Si testano tutte le funzioni di un modulo� In particolare, TUTTI gli input validi e non validi

� Gli input necessari ad attivare TUTTI i possibili percorsi di codice (code path) all'interno di ogni p ( p ) gsingola funzione


Best practices per la scrittura dei test� Parte 2: verifica delle operazioni utente

(Acceptance Testing)( p g)

� Si identifica l'insieme di operazioni utilizzate più frequentemente dall'utente finalefrequentemente dall utente finale

� Per ciascuna operazione, si individua la relativa sequenza di operazioni sui diversi modulisequenza di operazioni sui diversi moduli

� Si scrive un test case che emula il t t t d ll' t tcomportamtento dell'utente


Strumenti per il debuggingp gg g


First Computer bug (1)


First Computer bug (2)Moth found trapped between points at Relay # 70,

Panel F, of the Mark II Aiken Relay Calculator, ywhile it was being tested at Harvard University, 9 September 1945.

The operators affixed the moth to the computer log, with the entry: "First actual case of bug g, y gbeing found".

They put out the word that they had "debugged" y p y ggthe machine, thus introducing the term"debugging a computer program".


Introduzione� Cercare un bug significa confermare tutto

quello che noi supponiamo veroq pp� La conferma avviene durante l'esecuzione

Quando una nostra supposizione si rivela� Quando una nostra supposizione si rivela sbagliata, abbiamo trovato un bug

E i di i i i� Esempi di supposizioni:� suppongo che la variabile x valga 12

� suppongo che un oggetto sia stato istanziato correttamente

� suppongo che in un if-then-else sia eseguito il ramo else


Strategia di debugging� Riconoscere l'esistenza del bug

(comportamento del sw non conforme alle ( paspettative)

� Isolare la sorgente del bug (il frammento di� Isolare la sorgente del bug (il frammento di codice in cui il bug è contenuto)

Determinare la causa del bug (riconoscere� Determinare la causa del bug (riconoscere l'errore logico che causa il bug)

A li l i d l b ( i i� Applicare la correzione del bug (agire sui sorgenti del programma)

� Verificare la correzione apportata (ogni modifica al codice può introdurre nuovi errori)


Metodi di debugging� Eseguire debugging significa esaminare il

comportamento interno del software percomportamento interno del software, per verificare che sia conforme alle nostre supposizionisuppos o

� Occorre esporre gli stati intermedi di esecuzione del programmaesecuzione del programma

� Due metodi:D b i di d i l i� Debugging mediante stampa dei valori

� Debugging mediante debugger


Stampa diretta dei valori� PRO

facile� facile

� utile per sw di piccole dimensioni

� utile se si hanno sospetti sulla causa del bug

� CONTRO� occorre modificare i sorgenti

� occorre ricompilare i sorgenti modificati� occorre ricompilare i sorgenti modificati

� si espongono solo poche informazioni, definite a tempo di compilazione (procedimento iterativo)tempo di compilazione (procedimento iterativo)

� difficile da usare per sw di grandi dimensioni

diffi il d i h ià ttiLinguaggi dinamici – A.A. 2009/2010

23

� difficile da usare se non si hanno già sospetti

Debugger� Un debugger è un programma che può:

eseguire altri programmi� eseguire altri programmi

� bloccarne l'esecuzione in ogni momento

� esaminare i valori contenuti nelle variabili

� eseguire programmi “riga per riga”

� esaminare lo stato dello stack

� Tutti i debugger (sia testuali che grafici)� Tutti i debugger (sia testuali che grafici) svolgono le medesime operazioni

“You see one you’ve seen ’em all ”� You see one, you ve seen em all.


Debugger� PRO

non occorre modificare il sorgente� non occorre modificare il sorgente

� non occorre ricompilare i sorgenti

� possono esporre tutte le informazioni utili

� utilizzabili su sw di grandi dimensioni

� utilizzabili per individuare le sorgenti dei bug

� CONTRO� CONTRO� richiedono la conoscenza del debugger

sovradimensionati per sw di piccole dimensioni� sovradimensionati per sw di piccole dimensioni

� sovradimensionati se si hanno già fondati tti ll d l b


sospetti sulla causa del bug

Tipico ciclo di debugging del codice� Invocazione del debugger

Salto alla prima istruzione utile del programma� Salto alla prima istruzione utile del programma� ignorare le definizioni di classi/metodi/funzioni

� Listato del codice sorgente� cosa sarà eseguito a breveg

� Impostazione dei punti di interruzionebreakpoint – dove bisogna fermarsi� breakpoint – dove bisogna fermarsi

� Esecuzione fino al breakpoint

� Analisi dello stato interno� variabili


Debugging integrato in Python

� Uso del modulo pdb

U d li di d� Uso da linea di comando:� python -m pdb fatt.py

� -m cerca e carica il modulo pdb

� Interfaccia a linea di comando� h(elp) fornisce una panoramica dei comandi

� Senza argomenti stampa la lista dei comandi� Senza argomenti, stampa la lista dei comandi disponibili

� Con un comando command come argomento� Con un comando command come argomento, stampa l'help del comando


Debugging integrato in Python

� Viene aperta una shell con prompt (Pdb)> fatt.py(1)<module>()> fatt.py(1)<module>()-> def fatt (n):(Pdb) step> fatt py(6)<module>()> fatt.py(6)<module>()-> a = 3;(Pdb) step> f tt (7)< d l >()> fatt.py(7)<module>()-> f = fatt(a);(Pdb) step--Call--> fatt.py(1)fatt()-> def fatt (n):( )(Pdb) step> fatt.py(2)fatt()-> if (n == 2 ):


if (n 2 ):

Salto alla prima istruzione utile� Si utilizza il comando next

abbreviabile tramite il comando n� abbreviabile tramite il comando n

� salta tutte le definizioni di classi e funzioni

� Se invocato all'inizio del processo di debugging, salta di fatto alla prima istruzione utile del programma

� Se invocato nel mezzo di un programma, p g ,esegue lo statement attuale� esegue in un sol colpo le chiamate di funzioneesegue in un sol colpo le chiamate di funzione

� Per eseguire singole istruzioni, usare step (s)


Listato del codice� Si utilizza il comando list

abbreviabile tramite il comando l� abbreviabile tramite il comando l

� senza argomenti, stampa 11 linee attorno a ll tquella corrente

� l 5: stampa 11 linee di codice attorno alla linea 5

� l 5-8: stampa le linee dalla 5 alla 8


Impostazione dei breakpoint

� Si utilizza il comando break [[filename:]lineno|function[ condition]][[filename:]lineno|function[, condition]]� abbreviabile tramite il comando b

� con un argomento lineno, imposta in quella riga del file corrente un break

� con un argomento function, imposta un break alla prima istruzione eseguibile in quella funzione

� senza argomenti elenca i breakpoint impostati

� tbreak è un breakpoint temporaneo


Impostazione dei breakpoint

� Il programma, quando eseguito, si interromperà alla linea corrispettivaalla linea corrispettiva

� È possibile impostare più punti di interruzione i li diin linee diverse


Esecuzione fino al breakpoint� Si utilizza il comando continue

abbreviabile tramite il comando c o cont� abbreviabile tramite il comando c o cont

� Il programma esegue fino al primo breakpointi t tincontrato� sperando che sia vicino all'errore

� Se non viene incontrato alcun breakpoint, il programma continua fino al suo terminep g

� È consuetudine vedere la linea in cui il programma si è interrotto con lprogramma si è interrotto con l


Ispezione delle variabili� Si utilizzano diversi comandi

comando p: stampa espressioni variabili� comando p: stampa espressioni, variabili

� Di solito, l'ispezione delle variabili è molto utile i l bper rivelare un bug

� Altrimenti eseguiamo l'istruzione successiva:� eseguendo singole funzioni in un passo (n)

� discendendo nelle funzioni (s)� discendendo nelle funzioni (s)

fino a quando non si scopre l'errore


Ispezione dello stack� È possibile ispezionare lo stack delle chiamate

di funzione (con i relativi parametri)di funzione (con i relativi parametri)

� Comando wherebb i bil t it il d� abbreviabile tramite il comando w

� Comandi up, down� permettono di ispezionare i diversi frame di uno

stack


Altri comandi

� a(rgs)St l li t d li ti d ll f i� Stampa la lista degli argomenti della funzione

� r(eturn) � Continua l'esecuzione fino al termine della

funzione corrente

� q(uit) � Esce dal debuggerEsce dal debugger


Debugger integrato in Ruby

� Attivabile tramite l'opzione -r debugi i t l lib i di i t d b� viene invocata la libreria di sistema debug

tramite una require

b d b d b 1 b� ruby -r debug debug1.rb

� Interfaccia a linea di comando� help fornisce una panoramica dei comandi


Comandi� n(ext)

Salto alla prossima istruzione utile� Salto alla prossima istruzione utile

� Senza entrare nelle funzioni

� s(tep)� Salto alla prossima istruzione utile

� Entrando nelle funzioni

� l(list)� l(list)� l -10: stampa le precedenti linee di codice

l 10: stampa le successive linee di codice� l 10: stampa le successive linee di codice

� l 10-20: stampa le linee 10-20


Comandi� b(reak)

Imposta un breackpoint� Imposta un breackpoint

� b 6: imposta un punto di interruzione alla linea 6

� b: elenca i breakpoint impostati

� del 1: rimuove il breakpoint numero 1

� c(ont)� Il programma esegue fino al primo breakpointIl programma esegue fino al primo breakpoint

incontrato


Ispezione delle variabili� Si utilizzano diversi comandi

comando p: stampa espressioni variabili� comando p: stampa espressioni, variabili

� comando v l: stampa tutte le variabili locali

� comando m <class>: stampa tutti i metodi di una classe


Watchpoint� È possibile interrompere il flusso del

programma se si verifica una specificaprogramma se si verifica una specifica condizione� tipicamente una variabile assume un� tipicamente, una variabile assume un

determinato valore

Comando watch� Comando watch� abbreviabile tramite il comando wat

� wat <condizione>

� wat @tmp=7


Catchpoint� Solitamente, il debugger termina l'esecuzione

se il programma solleva una eccezionese il programma solleva una eccezione

� E' possibile interrompere il flusso del programma se viene sollevata una eccezioneprogramma se viene sollevata una eccezione

� Comando catch� abbreviabile tramite il comando cat

� cat <eccezione>


Tracing� È possibile stampare ciascuna riga eseguita dal

programma insieme al valore della espressioneprogramma insieme al valore della espressione corrispondente

Comando trace� Comando trace� abbreviabile tramite il comando tr

� tr on: attiva il tracing

� tr off: disabilita il tracing


Debugging integrato in Perl

� Attivabile tramite l'opzione –d

l d l� perl -d program.pl

� Interfaccia a linea di comando� h o h h fornisce una panoramica dei comandi

� Tutorial http://perldoc.perl.org/perldebtut.html� Tutorial http://perldoc.perl.org/perldebtut.html


Debugging integrato in Perl

� Viene aperta una shell con prompt DBmain::(fatt.pl:11): $a = 3;main::(fatt.pl:11): $a 3;DB<1> s

main::(fatt.pl:12): $f = fatt($a);DB<1> sDB<1> s

main::fatt(fatt.pl:3): my $n = shift;DB<1> s

i f tt(f tt l 4) if ($ 2)main::fatt(fatt.pl:4): if ($n == 2)main::fatt(fatt.pl:5): {DB<1> s

$ $main::fatt(fatt.pl:8): return($n * fatt($n-1));DB<1> s

main::fatt(fatt.pl:3): my $n = shift;( ) yDB<1>


Comandi

� h [command] S ti t l li t d i di� Senza argomenti, stampa la lista dei comandi disponibili

C d d t� Con un comando command come argomento, stampa l'help del comando

� b [line|subname] [condition]� Con un argomento line, imposta in quella riga del

file corrente un break

� Con un argomento subname, imposta un break alla prima istruzione eseguibile in quella subroutine


Comandi

� s Esegue la riga corrente

C ti l' i fi hé l i i� n Continua l'esecuzione finché la prossima riga della funzione corrente non viene raggiunta o la f i t ifunzione termina

� r Continua l'esecuzione fino al termine della funzione corrente

� c Continua l'esecuzione, si blocca solo quando , qviene raggiunto un breakpoint


Comandi

� l [min+incr|min-max|line|subname] M t il di t d l fil t� Mostra il codice sorgente del file corrente

� p expr� Valuta l'espressione expression nel contesto

corrente e ne stampa il valore

� T Mostra lo stack delle chiamate

� q Esce dal debuggerq Esce dal debugger


Debugger a finestra

Comandi per eseguire passo passo Ispezione

delle variabili

Breakpoint


Debugger a finestraIspezione delle variabili

Stack delle Stack delle chiamate

Breakpoint


Date post:	05-Jul-2015
Category:	Technology
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