🧐 Fehleranalyse

🎯 Ziele

• Sie kennen die vier Arten von Fehlern, können Sie benennen und reproduzieren
• Sie können bei Laufzeitfehlern (das Programm stürzt ab) den Stacktrace erkennen und von dort angezeigte Fehlerstellen in Ihrem Programm anspringen.

🖊 A1: Bewusst Fehler generieren 🌟

1. Machen Sie eine Kopie einer bereits gelösten Aufgabe Ihrer Wahl
2. Machen Sie sich mit den vier Arten von Fehlern bekannt
3. Verschlimmbessern Sie die Kopie, sodass Sie jede der vier Arten einmal zu Gesicht bekommen

lesen und direkt nachstellen

Wenn Sie die Kopie des Programmes bereits zur Hand haben während Sie die Theorie lesen, können Sie direkt beim lesen versuchen den Fehler zu reproduzieren.

1. Dies spart Zeit 😉
2. Sie können das gelesene besser verarbeiten 🧠

🐛 Die vier Arten von Fehlern

Um Herausforderungen beim Programmieren zu lösen, müssen Sie erkennen können, welche Meldungen von Eclipse nur Warnings sind, die Sie mindestens zuerst mal nicht beachten müssen.

Dann bleiben vier Fehlerarten:

1. Fehler, die bereits beim Programmieren/Eintippen angezeigt werden
   • Syntaxfehler (analog zu Rechtschreibefehler im Deutschen)
2. Fehler, die beim Kompilieren angezeigt werden und anhand des angezeigten Fehlers analysiert werden können
3. Fehler die zur Laufzeit eine "Exception" ergeben, für die ein "Stacktrace" besteht, der einen Link zu einer möglichen Fehlerquelle enthält.
4. Fehler in der Logik. Das Programm ist zwar korrekt, macht jedoch das Falsche.
   • Dies ist die schwerwiegendste und fieseste Fehlerart!
   • Dafür braucht man vor allem den Debugger

1. Syntaxfehler, die direkt angezeigt werden

Bei verschiedenen Fehlern kann Eclipse direkt erkennen, dass ein Fehler vorliegt. Sowie hier im Beispiel, auf Zeile 7, wo versucht wird, einen String-Wert in einer int-Variablen zu speichern.

Die Fehlerquelle ist mit einer roten Schlangenlinie unterstrichen und rechts erscheint neben der Zeilennummer ein rotes Quadrat mit einem weissen x.

Wenn man nun mit dem Cursor über das unterstrichene Wort fährt, wird ein Dialog mit dem Fehlerbeschrieb und möglichen Lösungen vorgeschlagen. Ob die vorgeschlagene Lösung sinnvoll ist, muss im Einzelfall geprüft werden.

Warnings (Gelb unterwellt)

Nicht alles was Eclipse anzeigt, sind Fehler. So zeigt Eclipse auch verschiedene Warnings an. Dabei kann ein gelbes Dreieck mit einem Ausrufezeichen bei den Zeilennummern angezeigt werden.

Meist ist dann ein Ausdruck mit einer gelben Schlangenlinie unterstrichen. Wenn man mit der Maus darüberfährt, wird ein Dialog anzeigt, der es ermöglich, die Ursache der Warnung zu entfernen.

2. Kompilierfehler

Werden direkt angezeigte Fehler ignoriert und das Programm wird kompiliert, zeigt Eclipse einen Kompilierfehler an. Die Fehlerursache kann im sogenannten "Stacktrace", der Ausgabe der Fehlermeldung, analysiert werden.

Kompilierfehler sind meistens Rechtschreibefehler. Im Beispiel wurde die Variable anotherValue falsch geschrieben anotheValue. Wird dieser Code nun Kompiliert erscheint folgender Fehler.

• In der ersten Zeile steht «unresolved compilation problem».
• In der vierten Zeile ist die Fehlerquelle angegeben, der Klassenname und die Fehlerzeile.
• Diese Fehlerquelle kann man anklicken, dann springt der Cursor direkt an diese Position.
• Der Fehler wird ebenfalls direkt beim Code (Zeile 9) rot markiert.

Analogie: Aufsatz schreiben in Word.

Der Fehlertyp 1 und 2 sind quasi Gleich. Der Unterschied liegt darin wer den Fehler findet.

• Syntaxfehler: Word unterstreicht ein Wort weil es falsch geschrieben wird
  • Der Schühler ignoriert es trotzdem
• Kompilierfehler: Der Lehrer liest den Aufsatz, unterstreicht das Wort ebenfalls und gibt Abzug!
  • Nur dass ein Kompilierfehler keinen Abzug gibt 😅
  • Es wir einen Link zum Problem ausgegeben

3. Fehler zur Laufzeit

Laufzeitfehler sind die gängigsten und auch die am schwierigsten zu finden! Fehler zur Laufzeit sind Inhaltsfehler. Sie passieren, wenn die Eingabe vom Benutzer nicht korrekt geprüft wurde. Der häufigste Laufzeitfehler ist die NullPointerException. Dieser tritt auf, wenn ein Objekt noch nicht initialisiert wurde und somit null ist. Wird dann versucht eine Methode auf dem Objekt auszuführen gibt es einen Fehler.

Im Beispiel ist das Problem eine solche NullPointerException. Es wird versucht auf Zeile 12 die Länge vom String-Objekt name herauszufinden. Nur wurde die Variable "name" auf der Zeile 10 mit null überschrieben. Es wird also wieder ein "Stacktrace" angezeigt die Hinweise zum Fehler ausgeben. Die letzte Zeile der Meldung ist wiederum Klassenname und die Zeile. Es ist wieder ein Link, den man anklicken kann, damit der Cursor direkt an der Fehlerquelle steht.

Diesmal wird jedoch kein Fehler direkt bei der Zeile 12 dargestellt. Eclipse zeigt nur Rechtschreibefehler direkt bei der Zeile an. Inhaltsfehler werden ausschliesslich durch den "Stacktrace" beschrieben.

4. Logische Fehler

Der Logische Fehler ist nun der problematischste. Stellt euch vor Ihr habt eine Kassensoftware geschrieben. Viele Kunden verwenden diese bereits in Ihren Geschäften. Nun stellt jemand Fest, dass in der Software ein < mit einem > verwechselt ist.

• Es erhalten also alle einen Rabatt unter 1000 und nicht über 1000 Franken. 😱

Dies zu finden kann schnell oder lange dauern. Es gibt jedoch keinen Error! Der Fehler ist nicht technischer sondern Inhaltlicher Natur. Der Fehler hat die Kunden schon mehrere 1000.- gekostet!

Debugging

• Logische Fehler können am Besten durch das Debugging analysiert werden.
• Wirklich helfen tut jedoch nur eine gute Qualitätssicherung während der Software-Entwicklung durch manuelle und automatisierte Tests