Debugging e Unit Testing

I programmatori inesperti tendono a fare debug riempiendo il codice sorgente di funzioni printf() per capire i valori delle variabili. Un approccio nettamente superiore è utilizzare un Debugger integrato nell’IDE (come Visual Studio o VS Code) o a riga di comando (come il leggendario GNU Debugger, GDB).

L’arte del Debugging

Un debugger permette di arrestare il tempo mentre il programma è in esecuzione e ispezionare la memoria, senza modificare il codice per inserire continue stampe su schermo! I concetti chiave sono:

Breakpoint (Punto di interruzione): Un segno rosso (o comando GDB come break main.c:42) messo su una riga di codice. Quando l’esecuzione raggiunge quella riga, il programma si congela in pausa.
Ispezione Variabili (Locals / Autos / Watch): Mentre il programma è in pausa, il debugger ti mostra in una tabella (o tramite il comando GDB print my_var) tutti i nomi delle variabili locali e il loro esatto valore in quel nanosecondo.
Single Step (Passo a passo): Ti permette di eseguire un’istruzione alla volta in GDB o nel tuo IDE.
- Step Over (GDB: next o n): Esegue la riga corrente e passa alla successiva. Se la riga contiene una funzione, la esegue istantaneamente tutta in un colpo solo.
- Step Into (GDB: step o s): Se la riga corrente è la chiamata a una funzione, “entra” dentro la funzione per farti analizzare la sua logica interna passo-passo.
- Step Out (GDB: finish): Esegue il resto della funzione in cui ti trovi e si ferma subito dopo che questa ha fatto return al chiamante.

Unit Testing

Una volta che hai debuggato una funzione con successo, non fermarti lì. Scrivi uno Unit Test!

Lo Unit Testing è un processo in cui si scrivono dei mini-programmi (spesso chiamati test suites) il cui unico scopo è testare automaticamente le singole funzioni della tua libreria passandogli input noti e verificando che l’output coincida con le aspettative.

I framework per il C e C++ più famosi sono Google Test (gtest), CUnit e Unity.

Esempio con Google Test (C++)

Anche se Google Test è scritto in C++, è lo standard industriale per testare librerie scritte in C. Un test si definisce tramite macro come TEST ed EXPECT_EQ.

#include "gtest/gtest.h"

extern "C" {
    #include "mia_libreria_matematica.h" // Importiamo la funzione C da testare
}

// Definiamo un blocco di test
TEST(MatematicaSuite, TestSommaPositiva) {
    // Mi ASPETTO (EXPECT) che la funzione somma(2, 2) sia UGUALE (EQ) a 4.
    EXPECT_EQ(somma(2, 2), 4);

    // Mi aspetto che la funzione restituisca esattamente 100
    EXPECT_EQ(somma(99, 1), 100);
}

int main(int argc, char **argv) {
    ::testing::InitGoogleTest(&argc, argv);
    return RUN_ALL_TESTS(); // Avvia l'esecuzione di tutti i TEST() definiti
}

💻 Esercizio Pratico

Esercitati a scrivere una logica corretta. Se fosse un unit test, chiameremmo questa funzione più volte verificando l’output! Modifica la funzione per ritornare il numero maggiore tra i due passati come argomento.