Maple 9.5/10 в математике, физике и образовании

10.4. Средства отладки программ

10.4.1. Средства контроля и отладки процедур

Для контроля и отладки процедур прежде всего надо уметь вывести их текст. Для этого, что уже отмечалось, служит команда

print(name);

где name — имя процедуры.

Перед тем как использовать ее, надо также исполнить команду

> interface(verboseproc=2,prettyprint=1,version);
1, 3, Classic Worksheet Interface, Maple 9.50, Windows, Aug 9 2004 Build ID 163356

Ее смысл детально будет пояснен ниже. Пока же отметим, что эта команда обеспечивает полный вывод текста процедур библиотеки. Встроенные в ядро процедуры, написанные не на Maple-языке, в полном тексте не представляются. Поясним это следующими примерами:

> print(evalf);
proc() option builtin, remember; 171 end proc
> print(erf);
proc(x::algebraic)
local Re_x, Im_x, sr, si, xr, xi;
option `Copyright (c) 1994 by the University of Waterloo. All rights reserved.`;
 if nargs <> 1 then error 'expecting 1 argument, got %1', nargs
 elif type(x, 'complex(float)') then evalf('erf'(x))
 elif x = 0 then 0
 elif type(x, 'infinity') then
  if type(x, ' cx_infinity') then undefined + undefined*I
  elif type(x, 'undefined') then NumericTools:-ThrowUndefined(x)
  elif type(Re(x), 'infinity') then CopySign(1, Re(x))
  elif type(x, 'imaginary') then x
  else infinity + infinity*I
  end if
 elif type(x, 'undefined') then NumericTools:-ThrowUndefined(x, 'preserve' = 'axes')
 elif `Symbolic/Sign`(x) = -1 then -erf(-x)
 else 'erf'(x)
 end if
end proc

Здесь вначале выполнен вывод сокращенного листинга встроенной в ядро процедуры evalf, а затем выведен полный листинг процедуры вычисления функции ошибок erf. Эта функция имеет довольно короткую процедуру — многие важные функции и операторы задаются гораздо более сложными и большими процедурами. Их просмотр очень полезен читателям, которые занимаются программированием — листинги процедур на языке Maple являются наглядными примерами профессионально выполненных программ.

Но вернемся к функции interface. Она служит для управления выводом и задается в виде

interface(arg1, arg2, …)

где аргументы задаются в виде равенств вида name=value и слов-указателей:

ansi          autoassign   echo        errorbreak  errorcursor
imaginaryunit indentamount labelling   labelwidth  latexwidth
longdelim     patchlevel   plotdevice  plotoptions plotoutput
postplot      preplot      prettyprint prompt      quiet
rtablesize    screenheight screenwidth showassumed verboseproc
version       warnlevel

Рассмотрим только некоторые, наиболее важные возможности этой функции.

Указание verboseproc=n задает степень детальности вывода листинга процедур. При n=0 текст не выводится, при n=1 выводится текст только заданных пользователем процедур, а при n=2 — всех процедур на Maple-языке. Пример этого был дан выше. Указание prettyprint=0 или 1 управляет выводом стандартных сообщений. Указание plotdevice=string управляет выводом графики, например plotdevice=gif указывает на то, что запись графиков в виде файлов будет происходить в формате .gif.

Одним из основных средств отладки процедур является функция трассировки trace(name). Детальность ее работы задается системной переменной printlevel (уровень вывода). При printlevel:=n (значение n=1 по умолчанию) выводится результат только непосредственно исполняемой функции или оператора. Для вывода информации о выполнении k-го уровня вложенности надо использовать значение этой переменной от 5*k до 5*(k+1). Так, при n от 1 до 5 выводятся результаты трассировки первого уровня, при n от 6 до 10 второго и т.д. Максимальное значение n — 100 обеспечивает трассировку по всем уровням вложенности процедуры name.

Следующий пример показывает осуществление трассировки для функции int(x^n,x):

> printlevel:=5;

printlevel := 5

> trace(int);
{--> enter trace, args = int
<-- exit trace (now at top level) = int}
                                    int
> int(x^n,x);

Действие функции трассировки отменяется командой untrace:

> untrace(int);
{--> enter untrace, args = int
<-- exit untrace (now at top level) = int}
                                      int
> int(х^n,x);
> enter int, args = x^n, x <-- exit int (row at top level) = x^(n+1)/(n+1)}

> printlevel:=1;

printlevel := 1

> int(x^n,x);

При отладке алгоритмов выполнения вычислений надо тщательно следить за сообщениями об ошибках. Для этого в Maple предусмотрены функция traceerr и системная переменная lasterr, в которой сохраняется последнее сообщение об ошибке. При каждом обращении к tracerr переменная lasterr очищается:

> 2/0;
Error, numeric exception: division by zero
> 2/4;

1/2

> 2/.3;

6.666666667

> lasterror;

'division by zero'