Esercizio - Usare il debugger predefinito di Node.js

• 6 minuti

Per mettere in pratica i concetti di debug appena illustrati, si creerà un'applicazione Node.js breve per calcolare il numero N della sequenza di Fibonacci.

La sequenza di Fibonacci è una successione di numeri che inizia con 0 e 1, in cui ogni altro numero che segue è la somma dei due numeri precedenti. La sequenza continua in questo modo:

0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21...

Verrà ora creata una nuova applicazione Node.js per illustrare il concetto.

Aprire il progetto nel contenitore di sviluppo

Questo modulo di training offre un contenitore di sviluppo, in un browser o per il computer locale. Questo contenitore fornisce tutto l'ambiente necessario per poter usare questo modulo di training senza dover installare un IDE o Node.js. Non è necessario conoscere nulla sul contenitore per completare questo modulo di training.

Preparare l'ambiente

Prima di entrare nel dettaglio dell'esercizio, è necessario preparare il codice e l'ambiente.

1. Aprire la sottocartella ./nodejs-debug, quindi creare un nuovo file JavaScript denominato myfibonacci.js. Il file già esistente nella cartella è una soluzione all'esercizio, con la correzione necessaria per il bug trovato durante il debug.

2. Incollare il codice seguente nel file:

   function fibonacci(n) {
     let n1 = 0;
     let n2 = 1;
     let sum = 0;
   
     for (let i = 2; i < n; i++) {
       sum = n1 + n2;
       n1 = n2;
       n2 = sum;
     }
   
     return n === 0 ? n1 : n2;
   }
   
   const result = fibonacci(5);
   console.log(result);
   

3. Salvare il file, CTRL + S.

4. Fare clic con il pulsante destro del mouse sulla ./nodejs-debug sottocartella e selezionare Open in integrated terminal ed eseguire il programma usando il comando seguente:

   node fibonacci.js
   

L'applicazione dovrebbe visualizzare il risultato 3 (tre) nella console. Sembra che ci sia un bug, dal momento che il risultato previsto era 5 (cinque). Si cercherà ora di capire il problema usando il debugger predefinito di Node.js.

Foglio informativo dei comandi del debugger

Il debugger predefinito Node.js include un set di comandi che è possibile usare per controllare l'esecuzione del programma. Ecco un rapido foglio informativo dei comandi più comuni:

Comando	Descrizione
c	continua. Continua l'esecuzione fino al punto di interruzione successivo o alla fine del programma.
next	Esegui istruzione/routine. Questo comando è simile al comando, ad eccezione del step fatto che se la riga di codice successiva è una chiamata di funzione, esegue la funzione senza eseguirne l'istruzione.
s	esegue l'istruzione. Questo comando è simile al comando, ad eccezione delnext fatto che se la riga di codice successiva è una chiamata di funzione, passare alla prima riga del codice di questa funzione.
sb()	aggiunge un punto di interruzione nella riga corrente.
exec <EXPR>	valuta un'espressione nel contesto di esecuzione corrente. Questo comando è utile per ottenere informazioni sullo stato corrente. È ad esempio possibile ottenere il valore di una variabile denominata i usando exec i.
Ctrl + D	Arresta il debugger.

Avviare il debugger predefinito

Avviare di nuovo il programma, questa volta con il debugger predefinito abilitato. Immettere questo comando nel terminale:

node inspect fibonacci.js

Nel terminale verrà visualizzato il prompt del debugger. A questo punto, eseguire il codice eseguendo s + <Enter> fino a quando il punto di esecuzione non si trova all'inizio della fibonacci funzione, come illustrato di seguito:

break in fibonacci.js:2
  1 function fibonacci(n) {
> 2   let n1 = 0;
  3   let n2 = 1;
  4   let sum = 0;
debug>

A questo punto, è possibile controllare il valore del parametro n che viene passato nella funzione eseguendo il comando seguente:

exec n

Dovrebbe essere visualizzato 5 (cinque) come risultato nella console. Continuare a eseguire il codice usando il comando s fino a quando il punto di esecuzione non si trova all'interno dell'inizio del ciclo. Per raggiungere questo punto, sono necessari cinque passaggi con il comando s:

break in fibonacci.js:7
  5
  6   for (let i = 2; i < n; i++) {
> 7     sum = n1 + n2;
  8     n1 = n2;
  9     n2 = sum;
debug>

Individuare il bug con i punti di interruzione

Ora verrà aggiunto un punto di interruzione in questa riga in modo da spostarsi rapidamente tra le iterazioni del ciclo. Immettere il comando seguente nel terminale:

sb()

Verranno di nuovo visualizzate le stesse righe nella console, a indicare che è stato impostato un punto di interruzione in questa riga. Quando si sposta il punto di esecuzione corrente, si vedrà un asterisco * nella riga in cui è stato impostato il punto di interruzione.

Passare all'iterazione del ciclo successiva eseguendo il comando c nel terminale:

c

È possibile controllare lo stato di iterazione corrente con il comando exec e visualizzare il valore di più variabili usando una matrice come parametro di comando. Per visualizzare i valori dell'iteratore i e il totale sum, si usa la sintassi [i, sum]. Immettere questo comando nel terminale:

exec [i, sum]

Nella console verrà visualizzato il risultato [ 3, 1 ].

Il codice non ha ancora aggiornato il valore della variabile sum per l'iterazione corrente, ovvero 3 (tre). Il valore della variabile sum mostra ancora il numero di Fibonacci per l'iterazione precedente. Ecco il calcolo usato nel codice per ottenere il valore sum corrente:

fibonacci(2) = fibonacci(0) + fibonacci(1)
             = 0 + 1
             = 1

In base al calcolo, sembra che il programma venga eseguito correttamente fino a questo punto.

Continuare con l'iterazione del ciclo successiva eseguendo il comando c nel terminale, quindi controllare di nuovo lo stato:

c
exec [i, sum]

Nella console verrà visualizzato il risultato [ 4, 2 ].

A questo punto ci si trova subito prima del numero di iterazione a cui si è interessati, ovvero 5 (cinque). Per essere prudenti, è consigliabile avanzare un'istruzione alla volta nell'iterazione usando il comando s. Provare a raggiungere il punto di interruzione precedente, ma procedendo un'istruzione alla volta. Non superare il punto di interruzione.

Che cosa è successo?

Correggere il bug

Dopo avere verificato la condizione del ciclo i < n, l'esecuzione è passata improvvisamente alla riga che contiene il comando return. Ecco cosa dovrebbe essere visualizzato nel terminale:

break in fibonacci.js:12
 10   }
 11
>12   return n === 0 ? n1 : n2;
 13 }
 14

Ecco il bug! Invece di aggiornare la somma per l'iterazione 5 (cinque), il codice è uscito dal ciclo. Per questo motivo, è stato ottenuto il risultato dell'iterazione precedente 3 (tre) nell'esecuzione iniziale.

È necessario correggere la condizione del ciclo nel codice fibonacci.js. Nell'editor di codice modificare il valore dell'istruzione di test da minore di < a minore o uguale a <=:

for (let i = 2; i <= n; i++) {
  sum = n1 + n2;
  n1 = n2;
  n2 = sum;
}

Salvare le modifiche nell'editor di codice e quindi uscire dal debugger selezionando CTRL+D.

Eseguire di nuovo il programma nel terminale:

node fibonacci.js

Nella console dovrebbe ora essere visualizzato il risultato previsto, ovvero 5 (cinque).

È possibile usare il debugger predefinito in Node.js per apprendere i principi di base del debug e per sessioni di debug rapide. Digitare i comandi può essere noioso e questo strumento può risultare troppo limitato e difficile da usare con i programmi complessi.

Nelle sezioni successive verrà illustrato come usare in alternativa il debugger di Visual Studio Code.