Mise au point des programmes

Introduction

La programmation informatique est un exercice complexe qui nécessite rigueur et méthode. Lors de la conception d’un programme, il est fréquent de rencontrer des erreurs qui peuvent compromettre son bon fonctionnement. La capacité à identifier et corriger ces erreurs est donc essentielle pour tout programmeur. Cette leçon se propose d’explorer les techniques permettant de fiabiliser un programme, en mettant l’accent sur l’identification des erreurs classiques, l’utilisation des assertions, des jeux de tests et de la documentation.

Identification et correction des erreurs classiques

Les erreurs syntaxiques, logiques et d’exécution

Les erreurs en programmation se divisent généralement en plusieurs catégories :

• Les erreurs syntaxiques surviennent lorsque le code ne respecte pas les règles de syntaxe du langage de programmation utilisé. Par exemple, en Python, oublier un deux-points à la fin d’une instruction if génère une erreur syntaxique. Ces erreurs sont souvent faciles à identifier grâce aux messages d’erreur fournis par le compilateur ou l’interpréteur.

• Les erreurs logiques se produisent lorsque le programme ne réalise pas l’opération prévue, bien que le code soit syntaxiquement correct. Par exemple, une boucle for mal paramétrée qui itère une fois de trop peut entraîner un résultat incorrect.

• Les erreurs d’exécution apparaissent pendant l’exécution du programme, bien que celui-ci soit syntaxiquement correct. Par exemple, une division par zéro ou l’accès à un indice inexistant dans une liste.

Voici un tableau récapitulatif de ces types d’erreurs :

Techniques de correction

• Lire attentivement les messages d’erreur. Ils fournissent souvent des indications précieuses sur l’origine du problème.

• Décomposer le code en segments plus petits. Tester chaque segment individuellement permet de localiser plus facilement l’erreur.

• Utiliser des outils de débogage. La plupart des environnements de développement intégrés (IDE) offrent des fonctionnalités de débogage qui permettent d’exécuter le code pas à pas et d’inspecter les variables.

Utilisation des assertions et jeux de tests

Les assertions

Les assertions sont des outils puissants pour vérifier que certaines conditions sont vraies à un moment donné dans le programme. Elles permettent de détecter des erreurs logiques en s’assurant que les hypothèses sur lesquelles repose le code sont respectées. En Python, une assertion s’écrit de la manière suivante :

Par exemple, pour vérifier que la variable x est positive, on peut écrire :

Si la condition n’est pas respectée, le programme s’interrompt en levant une exception de type AssertionError et affiche le message fourni.

Exemple d’échec d’assertion :

Ce code produira l’erreur suivante à l’exécution :

Les jeux de tests

Les jeux de tests consistent à exécuter le programme avec un ensemble de données d’entrée prédéfinies pour vérifier qu’il produit les résultats attendus. Un bon jeu de tests doit couvrir un large éventail de cas, y compris les cas limites et les entrées invalides. En Python, le module unittest facilite la création de tests automatisés.

Exemple de test avec succès :

Exemple avec un échec de test :

Ce message signale que le test a échoué car la fonction addition ne retourne pas le résultat attendu.

Documentation pour fiabiliser un programme

Rédiger une documentation claire

La documentation est un aspect souvent négligé mais crucial de la programmation. Elle permet de clarifier le fonctionnement du code, tant pour soi-même que pour les autres développeurs qui pourraient avoir à le maintenir ou le modifier.

• Des commentaires dans le code. Ils expliquent les sections complexes ou importantes du programme.

• Un fichier README. Il décrit l’objectif du programme, les instructions d’installation et d’utilisation, ainsi que les dépendances nécessaires.

• Des docstrings. En Python, les docstrings documentent les fonctions, classes et modules. Elles précisent leur rôle, leurs paramètres et leurs valeurs de retour. Par exemple :

  

Une documentation bien rédigée facilite la compréhension et la maintenance du code, réduisant ainsi le risque d’erreurs lors de futures modifications.

Conclusion

La fiabilisation des programmes est un processus essentiel qui repose sur l’identification et la correction des erreurs, l’utilisation d’assertions et de jeux de tests, ainsi que sur une documentation rigoureuse. En adoptant ces bonnes pratiques, les programmeurs peuvent s’assurer que leur code est non seulement correct, mais aussi robuste et maintenable. Ces compétences sont indispensables pour tout élève préparant le baccalauréat en spécialité Numérique et Sciences Informatiques, et plus largement pour toute carrière dans le domaine de l’informatique.