こんにちは、クアンです。
システムインテグレータに入社してから約半年が経ちました。この半年間、新人の私たちは専門的な内容について多くの研修を受けてきました。そのおかげで、ゼロベースの人でも大規模なシステムであるGRANDITの機能を理解し、修正することができるようになりました。
聞こえは素晴らしいですが、そうなるためには、全員が慣れなければならないものがあります。それはバグです。これからバグとその対処法についてお話しさせていただきます。
バグとは、プログラムやシステムが期待される動作をしない状態を指します。これは、コードのエラー、無効な入力、またはリソースの不足など、さまざまな原因によって引き起こされる可能性があります。バグを理解することは、問題を特定し、修正するための第一歩です。
プログラミングにおけるバグを理解し修正することは非常に重要です。問題がどこから発生しているのか、なぜ発生しているのかを理解しなければ、デバッグが非常に難しくなってしまいます。さらには、誤解や誤った理解があると、バグの修正が不可能になったり、問題がさらに悪化してしまったりする可能性があります。これにより、さらなる時間と労力を必要とすることになります。
バグを理解し解決するためには、まず関連する用語について知る必要があります。このパート1では、それらの用語を紹介します。以下は、よく見かける用語のいくつかです。
イメージしやすくするために、プログラムの実行を家から会社までの道のりに例えてみます。
1. バグ (Bug)
バグとは、プログラム内のエラー、欠陥、または意図しない動作のことで、これによりプログラムが不正確または予期しない結果を生成します。基本的には、どんなプログラムでもバグがあるはずです。バグは、構文エラー、論理エラー、またはプログラムの設計に起因するさまざまな要因から発生する可能性があります。
家から会社までの道のりにおいてバグは、通常スムーズであるべき道中に、障害物があるとか、間違った道に進んでしまうことなどに似ています。
バグはさまざまな場所に現れ、多様な形で表れます。一部のバグは、発生するとシステムが停止してしまうことがあります。一見すると非常に深刻な問題に思えますが、実際には第二の種類のバグの方がはるかに恐ろしいこともあります。第二のバグは論理に関するもので、システムを停止させることなく静かに存在し続け、誤った計算が日々増大していきます。この種のバグは、発見が遅れると予測不可能な損害を引き起こす可能性があります。
2. デバッガ (Debugger)
デバッガは、開発者がプログラムの実行を検査および制御できるようにするツールです。ブレークポイントの設定、コードのステップ実行、変数値のチェックなどの機能を提供し、エラーの特定と修正を容易にします。
デバッガを使わずにプログラムを実行することは、家から会社まで自動運転の車で行くようなもので、デバッガを使うと自分で運転している車のようになります。
デバッガの存在を知った初期の頃を思い出します。その便利さにすぐに魅了されましたが、デバッガの利用方法を独力で学ぶことは恐ろしいほど難しかった。というのも、各IDE、フレームワーク、プログラミング言語、バージョンによってデバッガの利用方法が異なるためです。ですので、可能であれば、チューターや経験豊富な人に尋ねることをお勧めします。
3. ブレークポイント (Breakpoint)
ブレークポイントは、特定の行で実行を一時停止するようにデバッガに指示するマーカーです。これにより、開発者はその時点でのプログラムの状態（変数の値やコールスタックなど）を検査できます。
ブレークポイントは、家から会社までの道のりにおいて、運転中にそのマーカーを見つけたときに車を止めて、車の状態（変数）や進行方向（コールスタック）を確認するための目印のようなものです。
4. スタックトレース (Stack Trace)
スタックトレースは、プログラムの実行中に特定の時点でアクティブなスタックフレームに関する情報を提供するレポートです。エラーが発生した場所を特定するのに役立つ、関数呼び出しのシーケンスを示します。
会社に向かう途中で障害物（バグ）に遭遇した場合、スタックトレースは、右折、左折、直進の記録のようなもので、障害物の正確な位置を特定するための手助けとなります。
私はプログラミングを始めたばかりの頃、スタックトレースを見るのが非常に怖かったことを思い出しました。しかし、あなたは私のようにならないでください。スタックトレースは、エラーの発生位置を特定するために非常に役立つものです。その他、スタックトレースを正しく読むのも重要です、私は記録を読み間違えて、障害物を探すのに何時間も費やしたことがあります。
5. 例外 (Exception)
例外は、プログラムの実行中に発生し、通常のフローを妨げるイベントです。無効な入力やリソースの利用不可など、さまざまな問題によって例外が発生する可能性があります。例外を適切に処理することは、プログラムの安定性を維持するために重要です。
例外に関する情報は通常、スタックトレースと共に通知されます。これは、記録が「右に曲がった後、3回左に曲がるとAがあり、先に進めない」と記録されたスタックトレースにより、例外Aを見つけ、それがどういった状態かを確かめます。後は具体的にAは何かを確かめるのが重要です。なぜなら、道の真ん中に倒れた木の上に土を盛り土したり、穴を処理するためにトラクターを呼んだりすることでは問題を解決できないからです。代わりに、トラクターを呼んで木を片付け、土を使って穴を埋めた方がいいです。同様に、例外Aは入力パラメーターが欠落している場合、コードを修正するには入力パラメーターを追加する必要があることがわかります。ですから、例外を適切に処理することは、プログラムの安定性を維持するために重要です。
終わりに
これらの重要なデバッグ用語を理解することは、デバッグスキルを向上させたいプログラマーにとって不可欠です。これらの概念に慣れることで、コード内の問題を特定し解決する能力が向上し、より効率的で効果的なプログラミングプラクティスにつながります。デバッグを楽しみましょう！
