プログラミングに関わるならば、知っておきたいのがデバッグです。
ほとんどのプログラムにはバグが含まれているため、デバッグはプログラミングの一部だといっても過言ではありません。
本記事では、
- デバッグとは何か
- デバッグのやり方
- デバッグ作業のコツ
を解説します。
※この記事は現役エンジニアによって監修済みです。
この記事の目次
デバッグとは
まずは、デバッグの基礎知識を見ていきましょう。デバッグの知識を得ることで、何をすべきかがイメージできるようになります。
バグを見つけて改善する作業
デバッグとは、プログラム内のバグを見つけて改修する作業で、デバッギングともいいます。
デバッグ（debug）とは、コンピュータプログラムや電気機器中のバグ・欠陥を発見および修正し、動作を仕様通りのものとするための作業である。
引用元:デバッグ – Wikipedia
機能が正常に動かない、あるいは期待する結果が得られない場合には、そこにバグがあります。
そのバグを見つけ、期待値が返ってくるように改善するのが「デバッグ」です。
「デバッグ」＝バグ改修作業を意味しますが、会社や人によっては「デバッグ作業」と呼ぶこともあります。
デバッグの意味
そもそもバグとは、プログラムの処理を邪魔するコンピューターに入り込んだ「虫」が由来と言われており、英語で「bug」と書きます。
コンピューターを正常に動かすために「虫（バグ）」を取り除く作業を「デバッグ」というのです。セットで覚えておくと、わかりやすいですね。
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デバッグはプログラム開発になくてはならない
プログラム開発では、必ず何らかの「バグ」が発見されます。ですので、デバッグは必要不可欠な作業なのです。
プログラマーが、自分が制作したプログラムのデバッグをするのはもちろんですが、システム規模などによっては、システム動作をテストするテスターが、デバッグ作業も兼任する場合もあります。
デバックとデバッグの違い
まれに、「デバッグ」を「デバック」という人もいますが、正しくは「デバッグ」です。
バグ（bug）を取り除く（de）から形成された単語ですので、これらをつなげて「debug（デバッグ）」が正しい読み方で、「デバック」は間違いであることを覚えておきましょう。
デバッグの基本的なやり方
デバッグの基本的なやり方を解説します。
- バグの存在を疑う
- バグが再現する条件を固定する
- 分割統治法で範囲を絞る
- デバッグコードを利用する
- 目視で探す方が効率的な場合も
- デバッガを利用する
- 情報を集めてバグを特定して修正する
デバッグはバグを改修するものですが、テスト指示書などを実行してバグを見つける工程から行うものがほとんどです。
バグの存在を疑う
バグのないプログラムはありません。ですので、テスト工程ではバグの存在を疑いながらテスト指示書をもとに進めます。
テストを進めていく上で、想定される動きと違う部分があれば、そこにバグがあります。
システムにおいて「このくらいの動作ならOK」というような、アバウトな判定はありませんので、少しでも期待する動きと違う部分があれば、改修しなければなりません。
バグが再現する条件を固定する
バグを見つけたら、再現性を検証します。
確実に再現できるバグと、タイミングによって再現しにくいバグがあるため、「バグを確実に再現できる条件」を導き出す必要があるのです。
再現条件が固定されなければ、バグの改修は不可能です。
分割統治法で範囲を絞る
比較的大きな規模のプログラムから不具合箇所を特定するならば、分割統治法を利用する方法があります。
例えば、プログラム内を小さな機能に分割して、少しずつ実行していく。それにより、どこまでが正常に動き、どこから不具合が起こっているかという、範囲を絞ることができるのです。
分割統治法は、大きな問題を小さな問題に分割して解決していく手法だといえます。
デバッグコードを利用する
バグが発見されても、どうしても原因へたどり着けないときは、デバッグコードを利用する方法があります。
一連のプログラムの中に、実行結果を表示するコード（デバッグコード）を挿し入れ、この状態でプログラムを実行するのです。
こうすることで、正常に動作している機能部分では期待通りの「値」が表示されます。
しかし、バグがあるコードが実行されたときには期待とは異なる「値」が表示される、あるいは何も表示されずにプログラムが止まってしまうといった現象が確認できるでしょう。
これにより、プログラムの実行結果を細かく観察でき、バグを特定できます。
目視で探す方が効率的な場合も
もちろん、ソースに手を加えることなく、目視でエラーチェックをしていくことも可能です。規模が小さなコードの場合は、目視の方が効率的な場合もあります。
デバッガを利用する
バグを見つけるための専用ソフト「デバッガ」があります。
デバッグコードの埋め込みでは、どうしても根本的なバグを特定できない場合、専用ソフトを利用するのも1つの手段です。
デバッガを使うことで、変数の値やプログラムの停止部分などを細かく確認できるので、ソースコードのどの部分にバグが潜んでいるかを効率的に探索できます。
情報を集めてバグを特定して修正する
上記の方法で情報を集め、バグの原因箇所が特定できたら、プログラムの修正を行ないます。
基本的には、プログラムのコードを書き換えて修正します。
その際に、コードの変更によって、別のバグが発生する可能性がある点に注意。テストを行って、バグが見つかったら再度修正が必要です。
デバッグのコツ
デバッグのコツは以下のとおりです。
- 切り分けを行う
- バグが発生したときにわかりやすいプログラムを書く
- バグが発生しにくいプログラムを書ける環境作り
切り分けを行う
効率的にデバッグを行うためには、大まかに切り分けていき、徐々に細分化して不具合のある箇所を特定することです。
全体を眺めても、なかなかバグは見えてこないでしょう。
どこまでが正常で、どこから異常が発生しているのか、少しずつバグを追い詰めていくイメージで進めてみましょう。
バグが発生したときにわかりやすいプログラムを書く
プログラミングをするときに、バグが発生した箇所を切り分けやすい作りにするのも、デバッグを効率化するコツです。
特に、汎用性の高い関数やオブジェクトは、バグがあっても目立たないことがあります。
例外などのエラー処理を明確に設定しておき、どのような返り値が返ってくるべき機能なのかを把握しておきましょう。
デバッグの観点からも、だれが見ても分かりやすく、判断しやすいプログラムソースにしておくことが大切です。
バグが発生しにくいプログラムを書ける環境作り
バグは必ず発生してしまうものですが、発生しにくいプログラムを書くための環境作りも意識しましょう。
例えば、変数の命名規則や書式をあらかじめ統一しておくことはもちろん、分岐やループ条件の書き方や、エラー処理の仕方を統一しておくことです。
こうすることで、返り値やエラーへの落ち方などで、バグになりそうな箇所を意識してプログラミングできます。
必ず発生するバグを効率的に改修できるように、プログラミング段階から環境作りをしておくことが大切なのです。
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