3.1 – Синтаксические и семантические ошибки

Добавлено 16 апреля 2021 в 20:18

В программном обеспечении распространены ошибки. Их легко сделать, а найти сложно. В этой главе мы рассмотрим темы, связанные с поиском и устранением ошибок в наших программах на C++, включая изучение того, как использовать интегрированный отладчик, который является частью нашей IDE.

Хотя инструменты и методы отладки не входят в стандарт C++, умение находить и устранять ошибки в программах, которые вы пишете, является чрезвычайно важной частью успешной работы программиста. Поэтому мы уделим немного времени рассмотрению этих тем, чтобы по мере усложнения программ, которые вы пишете, ваша способность диагностировать и устранять проблемы развивалась с той же скоростью.

Если у вас есть опыт отладки программ на другом компилируемом языке программирования, многое из этого будет вам знакомо.

Синтаксические и семантические ошибки

Программирование может быть сложной задачей, и C++ – довольно необычный язык. Сложите эти две вещи вместе и получите множество способов сделать ошибку. Ошибки обычно делятся на две категории: синтаксические ошибки и семантические ошибки (логические ошибки).

Синтаксическая ошибка возникает, когда вы пишете инструкцию, недопустимую в соответствии с грамматикой языка C++. Сюда входят такие ошибки, как отсутствие точек с запятой, использование необъявленных переменных, несоответствие круглых или фигурных скобок и т.д. Например, следующая программа содержит довольно много синтаксических ошибок:

#include <iostream>
 
int main()
{
    std::cout < "Hi there"; << x; // недопустимый оператор (<), лишняя точка с запятой, необъявленная переменная (x)
    return 0 // отсутствие точки с запятой в конце инструкции
}

К счастью, компилятор обычно перехватывает синтаксические ошибки и генерирует предупреждения или ошибки, поэтому вы легко обнаружите и устраните проблему. Затем просто снова попробуйте скомпилировать программу, пока не избавитесь от всех ошибок.

После того, как ваша программа скомпилировалась правильно, может быть непросто добиться от нее желаемого результата. Семантическая ошибка возникает, когда оператор синтаксически правильный, но не выполняет то, что задумал программист.

Иногда это приводит к сбою программы, например, в случае деления на ноль:

#include <iostream>
 
int main()
{
    int a { 10 };
    int b { 0 };
    std::cout << a << " / " << b << " = " << a / b; // деление на 0 не определено
    return 0;
}

Чаще всего они просто приводят к неправильному значению или поведению:

#include <iostream>
 
int main()
{
    int x;
    std::cout << x; // Использование неинициализированной переменной приводит к неопределенному результату
 
    return 0;
}

или же

#include <iostream>
 
int add(int x, int y)
{
    return x - y; // функция должна складывать, но это не так
}
 
int main()
{
    std::cout << add(5, 3); // должен выдать 8, но выдаст 2
 
    return 0;
}

или же

#include <iostream>
 
int main()
{
    return 0; // функция завершается здесь
 
    std::cout << "Hello, world!"; // поэтому это никогда не выполняется
}

Современные компиляторы стали лучше обнаруживать определенные типы распространенных семантических ошибок (например, использование неинициализированной переменной). Однако в большинстве случаев компилятор не сможет отловить большинство из этих типов проблем, потому что компилятор предназначен для обеспечения соблюдения грамматики, а не намерений.

В приведенных выше примерах ошибки довольно легко обнаружить. Но в большинстве нетривиальных программ, взглянув на код, семантические ошибки найти нелегко. Здесь могут пригодиться методы отладки.

Синтаксические и семантические ошибки

Теги