Евгений Зуев - Редкая профессия

Что же касается нелепых или смешных требований, то это во многом действительно дело вкуса и привычек. Что там табуляции — в иных стандартах можно встретить и не такое! Например, в каком-то (правда, очень старом) руководстве по программированию на Фортране можно было встретить рекомендацию избегать подпрограмм, так как их вызовы приводят к большим накладным расходам. А компилятор GNAT языка Ada95, разработанный в Нью-Йоркском университете, при компиляции собственного исходного текста квалифицирует отступление от принятого стиля программирования (например, неверное число пробелов между оператором и комментарием) как… синтаксическую ошибку!

Так что и этот опыт тоже не прошел для нас даром. Следующий проект, в котором мы участвовали, начался именно со спецификации требований на стиль программирования (получился текст объемом более полусотни страниц), и особое внимание было обращено на то, чтобы все программисты ему следовали.

Решающим фактором в том, что сегодня мы имеем нечто, что можно с уверенностью назвать компилятором Си++, стало тестирование. Нам трудно судить о том, как следует тестировать, скажем, текстовый редактор или (упаси, Господи!) операционную систему, но наш опыт тестирования и отладки компилятора говорит о том, что это едва ли не самое главное во всем проекте.

Нам очень повезло. Кроме компилятора, бельгийцы заказали еще и пакет тестов на проверку компилятора (любого, не только нашего) на соответствие стандарту. Этот пакет мы и натравили на наш компилятор, точнее, на то, что мы тогда считали таковым.

Нам повезло и в том отношении, что пакет делала другая команда. Два опытных специалиста, давно занимавшиеся проблематикой тестирования именно компиляторов, на этом еще в прежние времена защитившиеся, придумали методику разработки тестов и написали формальные спецификации, а группа студентов по этим спецификациям выдавала сами тесты.

Надо понять специфику этой работы, чтобы оценить ее невероятную сложность. Есть стандарт языка (который и не стандарт вовсе, а "рабочие материалы по предварительному стандарту рабочих групп ANSI и ISO", и почти каждый квартал выходит новая версия этих "рабочих материалов"). Это кирпич в три килограмма. Каждый абзац стандарта содержит одно утверждение (а чаще несколько) относительно того или иного свойства языка. Тестовый пакет должен проверять каждое такое свойство, т. е. содержать соответствующий тест на каждое утверждение стандарта. Каждое утверждение тестируется в предположении, что другие языковые свойства компилятор реализует корректно,-- протестировать все сочетания свойств физически невозможно. Предварительный стандарт, как уже говорилось, постоянно изменяется, значит каждый новый талмуд нужно просмотреть и увидеть, что изменилось по сравнению с прежним (перечень изменений рабочие группы не ведут), и внести в тесты соответствующие изменения и добавления.

Далее, текст стандарта написан, как и полагается, невероятно сложным, занудным, бюрократическим языком. По-другому нельзя, так как в стандарте требуется предельная точность, но попробуйте это перевести и понять! Примеров программ очень мало, и некоторые нужно разбирать так же, как разбирается сложная фраза на чужом языке — слово за словом. Это ни в малейшей степени не похоже на учебник по языку — никаких пояснений, никакой специальной методики изложения, никакого принципа "от простого к сложному", в любом месте текста может встретиться ссылка на термин, вводимый далеко впереди.

Наконец, предварительный стандарт — это текущий результат живых дискуссий, обсуждений, голосований рабочих групп; там сидят очень грамотные специалисты, но и они ошибаются и не все сразу видят. Поэтому в каждой версии есть (и в окончательном варианте будут) ошибки, неясности, двусмысленности, недоговоренности. Все это присутствует, наверное, в любом стандарте, но Си++ в этом отношении чемпион — слишком это сложный язык и слишком хаотически и спонтанно он проектируется. Так что, читая стандарт, следует четко осознать, почему та или иная фраза кажется тебе абракадаброй: то ли ты плохо знаешь английский, то ли недостаточно глубоко понимаешь Си++, то ли ребята из ANSI/ISO что-то напутали (а часто и то, и другое, и третье). И не с кем посоветоваться — все учебники по Си++ излагают в лучшем случае версию "Зеленой книги" 1990 г.,-- и нельзя проверить свое понимание на компьютере: нет компилятора, который реализовывал бы свойство, за которое комитет проголосовал на прошлой неделе. Еще не отлита та пуля…

В таких условиях и был написан тестовый набор, который в итоге содержал более 6500 тестов. (Можно понять, почему подобные пакеты стоят на Западе до 20 тыс. долл.!) Важно то, что до определенного момента две наши команды работали полностью независимо, никак не влияя друг на друга. В результате тесты не подгонялись под компилятор, а алгоритмы компилятора проектировались строго по семантике языка, без ориентации на то, чтобы протолкнуть его сквозь конкретные тесты. Взаимные консультации касались только обсуждения собственно текста стандарта — отправной точки для обеих групп. Только когда компилятор в основном был сделан, мы начали использовать тесты из него.

Вообще, создание тестового пакета — отдельная история, не менее интересная и драматичная, чем наша. На самом деле далеко не все было так гладко и последовательно, как описано выше. Наш шеф В.А.Сухомлин потратил очень много усилий на формирование коллектива тестовиков. Можно понять сложность задачи — непросто найти программистов, которые хотели и могли бы заниматься "программированием наизнанку" — использовать язык не для решения какой-либо задачи, а для проверки того или иного свойства самого языка! Авторы методики тестирования довольно быстро выполнили свою задачу и, не будучи знатоками Си++, отошли от проекта. Руководить той адовой работой по написанию тестов, о которой мы писали выше, пытались разные люди, но только с приходом Дениса Давыдова, аспиранта мехмата, процесс приобрел систематический и продуктивный характер. У этого одаренного и трудолюбивого парня была масса очень интересных и действительно перспективных находок и идей, связанных с тестированием ПО, и если бы не его совершенно необъяснимая и неожиданная кончина, вся эта работа сейчас наверняка выглядела бы еще сильнее и солиднее. Талантливые люди всегда уходят слишком рано…

С тех пор отладка тестов почти полностью легла на наши плечи, и мы вложили в пакет очень много своего труда. Тестовой команды как таковой уже нет — трудно рассчитывать, что студенты будут, практически ничего не получая, в течение долгого времени тянуть эту тяжелую лямку (тем более, что студенты ВМК сейчас могут с легкостью получить, пусть не слишком интересную, но гораздо менее тяжелую и неплохо оплачиваемую работу). Таким образом, мы с достаточным основанием можем говорить о том, что этот тестовый набор в значительной степени наш (мы имеем в виду только авторство — с формальной точки зрения он принадлежит заказавшей его фирме). Сейчас это прекрасный, всесторонне выверенный и протестированный набор из почти семи тысяч небольших, но строго специфицированных и единообразно составленных программ, охватывающий весь язык Си++ в соответствии с последней (декабрьской 1996 г.) версией предварительного стандарта. Не знаю, что делают с ним бельгийцы, продают ли они его и за сколько, но для нас ценность его исключительно велика, мы любим его не меньше, чем компилятор.