c語言程式的測試
程式除錯的任務是排除程式中的錯誤，使程式能順利地執行並得到預期的效果。程式的除錯階段不僅要發現和消除語法上的錯誤，還要發現和消除邏輯錯誤和執行錯誤。除了可以利用編譯時提示的「出錯資訊」來發現和改正語法錯誤外，還可以通過程式的測試來發現邏輯錯誤和執行錯誤。
程式的測試任務是盡力尋找程式中可能存在的錯誤。在測試時要設想到程式執行時的各種情況，測試在各種情況下的執行結果是否正確。
有時程式在某些情況下能正確執行，而在另外一些情況下不能正常執行或得不到正確的結果，因此，乙個程式即使通過編譯並正常執行而且可以得到正確的結果，還不能認為程式就一定沒有問題了。要考慮是否在任何情況下都能正常執行並且得到正確的結果。測試的任務就是要找出那些不能正常執行的情況和原因。下面通過乙個例子來說明。
求一元二次方程ax2+bx+c=0的根。
有人根據求根公式：x1,2=，編寫出以下程式：
#include
#include
void main()
float a,b,c,disc.x1,x2;
scanf(「%f,%f,%f」,&a,&b,&c);
disc=b*b－4*a*c;
x1=(－b+sqrt(disc))/(2*a);
x2=(－b－sqrt(disc))/(2*a);
printf(＂x1=％6.2f,x2=%6.2f＂x1,x2);
return 0;
當輸入a,b,c的值為1，－2，－15時，輸出x1的值為5，x2的值為－3.結果是正確無誤的。但若是輸入a,b,c的值為3，2，4時，螢幕上出現「出錯資訊」，程式停止執行，原因是對負數求平方根了(b2－4ac=4－48=－44<0).
因此，此程式只適用於b2－4ac≧0的情況。不能說上面的程式是錯的，而只能說程式「考慮不周」，不是在任何情況下都是正確的。使用這個程式必須滿足一定的前提(b2－4ac≧0)，這樣，就給使用程式的人帶來不便。在輸入資料前，必須先算一下，b2－4ac是否大於或等於0.
應要求乙個程式能適應各種不同的情況，並且都能正常執行並得到相應的結果。
下面分析一下求方程ax2+bx+c=0的根，有幾種情況：
(1)a≠0時：
b2－4ac>0，方程有兩個不等的實根：x1,2=；
b2－4ac=0，方程有兩個相等的實根：x1=x2=；
b2－4ac<0，方程有兩個不等的共軛復根：x1,2=。
(2)a=0時，方程就變成一元一次的線性方程：bx+c=0.
當b≠0時，x=－c/b;
當b=0時，方程變為：0x+c=0.
·當c=0時，x可以為任何值；
·當c≠0時，x無解。
綜合起來，共有6種情況：
a≠0，b2－4ac>0；
a≠0，b2－4ac=0；
a≠0，b2－4ac<0；
④a=0，b≠0；
⑤a=0，b=0，c=0；
⑥a=0，b=0，c≠0。
應當分別測試程式在以上6種情況下的運**況，觀察它們是否符合要求。為此，應準備6組資料。用這6組資料去測試程式的「健壯性」。在使用上面這個程式時，顯然只有滿足情況的資料才能使程式正確執行，而輸入～⑥情況的資料時，程式出錯。這說明程式不「健壯」。為此，應當修改程式，使之能適應以上6種情況。可將程式改為：
#include
#include
void main()
float a,b,c,disc.x1,x2,p,q;
printf(「input a,b,c:」);
scanf(「%f,%f,%f」,&a,&b,&c);
if(a==0)
if(b==0)
if(c==0)
printf(「it is trivial.」) ;
else
printf(「it is impossbile.」) ;
else
printf(「it has one solution:」);
printf(「x=%6.2f」,－c/b);
else
disc=b*b－4*a*c;
if(disc>=0)
if(disc>0)
printf(「it has two real solutions:」)
x1=(－b+sqrt(disc))/(2*a);
x2=(－b－sqrt(disc))/(2*a);
printf(＂x1=％6.2f,x2=%6.2f＂x1,x2);
else
printf(「it has two same real solutions:」);
printf(「x1=x2=%6.2f」,－b/(2*a));
else
printf(「it has two complex solutions:」);
p=－b/(2*a);
q=sqrt(－disc)/(2*a);
printf(「x1=％6.2f+％6.2fi,x2=％6.2f－%6.2fi」,p,q,p,q);
為了測試程式的「健壯性」，我們準備了6組資料：
3，4，1；1，2，1；4，2，1；④0，3，4；⑤0，0，0；⑥0，0，5
分別用這6組資料作為輸入的a、b、c的值，得到以下的執行結果：
input a,b,c:3，4，1↙
it has two real solutions:
x1=－0.33，x2=－1.00
input a,b,c:1，2，1↙
it has two same real solutions:
x1=x2=－1.00
input a,b,c:4，2，1↙
it has two complex solutions:
x1=－0.25+0.43i,2=－0.25－0.43i
④input a,b,c:0，3，4↙
it has one solution:
x=－1.33
⑤input a,b,c:0，0，0↙
it is trivial.
⑥input a,b,c:0，0，5↙
it is impossbile.
經過測試，可以看到程式對任何輸入的資料都能正常執行並得到正確的結果。
以上是根據數學知識知道輸入資料有6種方案。但在有些情況下，並沒有現成的數學公式作依據，例如乙個商品管理程式，要求對各種不同的檢索作出相應的反應。如果程式包含多條路徑(如由if語句形成的分支)，則應當設計多組測試資料，使程式中每一條路徑都有機會執行，觀察其執行是否正常。
測試的關鍵是正確地準備測試資料。如果只準備4組測試資料，程式都能正常執行，仍然不能認為此程式已無問題。只有將程式執行時所有可能的情況都做過測試，才能作出判斷。
測試的目的是檢查程式有無「漏洞」。對於乙個簡單的程式，要找出其執行時全部可能執行到的路徑，並正確地準備資料並不困難。但是如果需要測試乙個複雜的大程式，要找到全部可能的路徑並準備出所需的測試資料並非易事。例如，有兩個非巢狀的if語句，每個if語句有兩個分支，它們所形成的路徑數目為2x2=4。如果乙個程式包含100個非巢狀的if語句，每個if語句有兩個分支則可能的路徑數目為2100≈1.267651x1030。實際上進行測試的只是其中一部分(執行機率最高的部分)。因此，經過測試的程式一般來說還不能輕易宣布「沒有問題」，只能說：「經過測試的部分無問題」。正如檢查身體一樣，經過內科、外科、眼科、五官科等各科例行檢查後，不能宣布被檢查者「沒有任何病症」一樣，他可能有隱蔽的、不易查出的病症。所以醫院的診斷書一般寫：「未發現異常」，而不能寫「此人身體無任何問題」。
讀者應當了解測試的目的，學會組織測試資料，並根據測試的結果完善程式。
應當說，寫完乙個程式只能說完成任務的一半(甚至不到一半)。除錯程式往往比寫程式更難，更需要精力、時間和經驗。常常有這樣的情況：寫程式用一天就完成了，而除錯程式兩三天也未能完成。有時乙個小小的程式會出錯五六處，而發現和排除乙個錯誤，有時竟需要半天，甚至更多。希望讀者通過實踐掌握除錯程式的方法和技術。
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