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90%程序員寫不出無BUG的二分查找程序?

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90%程序員寫不出無BUG的二分查找程序?

相關文章鏈接如下:
《編程珠璣》(第二版)一書第四章中提及過100多名專業程序員使用兩個小時的充足時間編寫一個簡單的二分查找程序,結果發現90%的人編出的代碼都有BUG,Knuth也在他的《Sorting and Searching》一書中提過,第一個二分查找程序在1946年已經公布,但是到了1962年才出現第一個沒有BUG的二分查找程序,期間經歷了16年的時間。那么為什么一個簡單的二分查找程序會這么容易出錯呢?看一看有序表的查找的測試用例設計也許能明白為什么。
要對有序表查找進行用例設計,我們可以先分析輸入域,實際上有兩個輸入域,一個是要查找的數據,另外一個是有序表,可以先對有序表數據的個數進行分類,有序表中可能有0,1,2,3,…個數據。因此我們可以將目標數據分為以下幾個類:
完成第1級分類后,我們可以再對數據的特點進行分類,因為有序表是一個有順序的表,是有大小順序的,因此可以根據數據特點再進行分類,以3個數據為例可以進行以下分類:
有序表有0、1、2、4個以上數據的情況都可以按照以上的類似的方式進行再分類。
當按有序表中分類好后,可以再按要查找的數據進行分類
當對查找的數據和有序表分別分好類后,就可以把這兩種分類組合起來,比如將有序表有3個數據的分類情況和查找數據的分類情況組合起來就可以得到以下的分類:
組合完后,還需要將一些不可能或不需要的組合刪除掉,比如在3個數據都相等的情況下,查找數據介于集合兩個相鄰數據之間的情況就不存在,需要刪除掉這種情況,查找數據在有序表中的3種分類也由于集合中數據都相等而變成了一個分類,下圖便是3個數據都相等情況下的一個分類: 90%程序員寫不出無BUG的二分查找程序?
這樣7個最終分類減少到只有4個最終分類,查找數據為空的情況并不是所有情況下都需要測試的,其實只要測試有序表中有數據和沒有數據兩種情況就夠了,因此查找數據為空的情況如果在其他情況中有了分類,那么也可以將其刪去,這樣3個數據都相等的情況就只有3個最終分類,如下圖所示: 90%程序員寫不出無BUG的二分查找程序?
有序表有0個數據時可以所見成測試兩種情況,一種是查找的數據為空,一種是查找的數據不為空。
有序表中有1個數據時的分類可以縮減成以下3種分類情況: 90%程序員寫不出無BUG的二分查找程序?
有序表中有2個數據的分類可以縮減成以下8種分類: 90%程序員寫不出無BUG的二分查找程序?
這樣一來,即使不考慮4個以上數據以及3個數據在有兩個數據相等情況下的分類,總共的最終分類也有20多種,每種分類至少需要設計一個測試用例,總共至少需要20多個測試用例,一個簡單的二分查找的測試用例都至少需要20多個,看到這里大家也許會明白為什么90%的專業程序員寫不出一個無BUG的二分查找程序來。


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