想定外の現象 : 論理エラーの検出

[アーティクル]
09/30/2008

更新 : 2007 年 11 月

このレッスンでは、プログラム内の論理エラーを検出する方法について説明します。

前のレッスンでは、コンパイラエラーおよびランタイムエラーを検出して修正する方法について説明しました。3 種類目のプログラミングエラーは、論理エラーで、検出が最も困難なエラーです。論理エラーの場合、警告は一切出ません。プログラムは動作しますが、結果は間違っています。それからコードを精査して、問題が発生した理由を調べる必要があります。

これには、Visual Basic のデバッグツールが役立ちます。ブレークポイントの設定とコードのステップ実行の 2 つのデバッグ手法により、実行中にコードを 1 行ずつ調べて、エラーを検出できます。

実行できるコード行いずれに対しても、コードエディタでブレークポイントを設定できます。プログラムを実行してブレークポイントのコード行に達すると、実行が強制的に停止され、中断モードに入ります。そして、その時点でのプログラムの状態について、必要な情報を取得できます。変数の値を確認したり、[イミディエイト] ウィンドウで式をテストしたり、エディットコンティニュを使用してコードを変更したりできます。

中断モードに入ると、コードをステップ実行、つまり 1 行ずつ実行して、コードがどのように動作するかを確認できます。F8 キーを押すと、現在のコード行が実行され、次の行で停止します。その時点で、変数の値を調べて、次の行に移動する間に値がどのように変化するかを確認できます。

現在のコード行が、コード内の他の場所の関数または Sub プロシージャを呼び出している場合、F8 キーを押すと、実行はそのプロシージャにステップインします。プロシージャのステップ実行が終わると、そのプロシージャを呼び出した行の次の行に戻ります。プロシージャをステップ実行しない場合は、Shift キーを押しながら F8 キーを押して、プロシージャをステップオーバーします。

やってみよう

論理エラーを検証するには

[ファイル] メニューの [新規作成] をポイントし、[プロジェクト] をクリックします。
[新しいプロジェクト] ダイアログボックスの [テンプレート] ペインで、[Windows アプリケーション] をクリックします。
[プロジェクト名] ボックスに「LogicErrors」と入力し、[OK] をクリックします。

新しい Windows フォームプロジェクトが開きます。
ツールボックスから、フォームに 2 つの TextBox コントロールと 1 つの Button コントロールをドラッグします。
Button1 をダブルクリックしてコードエディタを開きます。

Button1_Click イベントハンドラに次のコードを追加します。

Dim minutes As Integer = CInt(Textbox1.Text)
Dim miles As Double = CDbl(Textbox2.Text)
Dim hours As Double = 0
hours = minutes / 60
MsgBox("Average speed " & GetMPH(hours, miles))

End Sub 行の下に次の関数を追加します。

Function GetMPH(ByVal miles As Double, ByVal hours As Double) _
As String
    GetMPH = CStr(miles / hours)
End Function

F5 キーを押してプログラムを実行します。最初のテキストボックスに「10」(10 分を表す) と入力し、2 番目のテキストボックスに「5」(5 マイルを表す) と入力して、Button1 をクリックします。

メッセージボックスに "Average speed 0.03333334" というメッセージが表示されます。しかし、5 マイルを 10 分で移動する場合、正しい答えは 30 mph です。

プロジェクトは開いたままにしておいてください。次の手順で、論理エラーを検出する方法について説明します。

論理エラーの検出

前の例では、プログラムのロジックに明白な間違いがあります。1 時間あたり 30 マイル移動したはずが、この結果では、1 時間あたり 1 マイル未満しか移動していないことになります。どこにエラーがあるのでしょうか。

次の手順では、ブレークポイントを設定してコードをステップ実行し、エラーを検出します。

やってみよう

ブレークポイントを設定してコードをステップ実行するには

コードエディタで行 hours = minutes / 60 を探し、そのコード行の左マージンをクリックします。

マージンに赤い点が表示され、コードが赤で強調表示されます。これはブレークポイントを示します。
F5 キーを押して再度プログラムを実行します。最初のテキストボックスに「10」、2 番目のテキストボックスに「5」と入力します。次に Button1 をクリックします。

ブレークポイントに達すると、プログラムが停止します。行 hours = minutes / 60 が黄色で強調表示されます。

変数の値の上にマウスを置いて、値を調べます。hours の値は 0、minutes の値は 10 になります。
F8 キーを押して行 hours = minutes / 60 を実行し、次の行に進みます。

行 MsgBox("Average speed " & GetMPH(hours, miles)) の変数の値を調べます。hours の値は 0.166666672、miles の値は 5.0 になります。
F8 キーを再度押して、現在の行を実行します。

実行が行 Function GetMPH に進みます。

この行で変数の値を調べます。前の行とは逆に、miles の値が 0.166666672 になり、hours の値が 5.0 になっています。エラーが検出されました。

プロジェクトは開いたままにしておいてください。次の手順で、論理エラーを修正する方法について説明します。

論理エラーの修正

前の手順では、変数 miles と hours の値の位置が入れ替わっていました。原因がわかりますか。

行 MsgBox("Average speed " & GetMPH(hours, miles)) を見ると、GetMPH 関数に 2 つの引数 hours および miles がこの順序で渡されています。関数宣言 Function GetMPH(ByVal miles As Double, ByVal hours As Double)... を見ると、引数は miles、hours の順になっています。

引数が間違った順序で渡されたため、論理エラーが発生し、間違った計算が行われました。引数の型が異なっていれば、ランタイムエラーが発生したと思われますが、引数の型が同じだっため、ランタイムエラーは発生しませんでした。単純な間違いでしたが、その結果発生したバグは、検出するのが困難でした。

次の手順では、ブレークポイントを設定してコードをステップ実行し、エラーを検出します。

やってみよう

論理エラーを修正するには

コードエディタで、行 MsgBox("Average speed " & GetMPH(hours, miles)) を次のように変更します。
```
MsgBox("Average speed " & GetMPH(miles, hours))
```
左マージンの赤い点をクリックして、ブレークポイントを解除します。
F5 キーを押してプログラムを実行します。最初のテキストボックスに「10」、2 番目のテキストボックスに「5」と入力します。次に Button1 をクリックします。

今度は、正しい結果である "Average speed 30" を表示するメッセージボックスが表示されます。

プログラムは修正されたように見えますが、検出がさらに困難な論理エラーが存在します。この論理エラーの検出を試みる場合は、プロジェクトを開いたままにしておいてください。レッスン「別のバグ : 他のエラーを発見する」でプロジェクトを再び使用します。