باگ چیست؟ روش‌های رفع باگ به‌زبانی ساده برای برنامه‌نویسان

باگ یکی از پرکاربردترین کلمات در حوزه نرم‌افزار است؛ اما کلمه خوشایندی نیست! باگ‌ها به‌عنوان مسائلی توصیف می‌شوند که باعث رفتار نامطلوب نرم‌افزار شده یا خروجی‌ای را ارائه می‌دهند که نه توسط کاربر و نه توسعه‌دهنده انتظار می‌رود. باگ‌ها می‌توانند تاثیر گسترده‌ای بر عملکرد محصول داشته باشند، از مسائل جزئی که می‌توان نادیده گرفت تا موارد عمده‌ای که استفاده از نرم‌افزار را غیرممکن می‌کند. درهرصورت، برای ارائه رضایت‌بخش‌ترین تجربه کاربر، باگ‌ها باید برطرف شوند. در این مقاله از کدویز کیدز کلاب، به پاسخ پرسش «باگ در برنامه نویسی چیست؟» خواهیم پرداخت و در بخش‌های بعدی انواع و روش های رفع باگ را توصیف خواهیم کرد. در انتهای مقاله پاسخ سوالات متداول شما را خواهیم داد تا با دید گسترده‌تری بتوانید باگ و رفع آن را درک و تحلیل کنید.

باگ چیست؟

«باگ در برنامه نویسی چیست؟» پرسشی که بسیاری از فراگیران در ابتدای مسیر یادگیری برنامه‌نویسی با آن مواجه می‌شوند. در واقع باگ به هر نقصی در یک نرم‌افزار اشاره دارد که باعث می‌شود به روش‌های غیرمنتظره و نامطلوب رفتار کند. این نواقص می‌توانند از پاسخ‌های غیرمنطقی یا نادرست گرفته تا خرابی‌های غیرقابل پیش‌بینی، خرابی سیستم و غیره متغیر باشند. باگ‌ها معمولا از اشتباهات کدنویسی مانند خطاهای سینتکس، منطقی یا پردازش داده‌ها ناشی می‌شوند. Bugهای عمده که عملکرد نرم‌افزار را با اختلال مواجه می‌کنند یا خطری به‌وجود می‌آورند، معمولا در دسته باگ‌های فوری با اولویت‌ بالا قرار می‌گیرند؛ باگ‌های موجود در درگاه‌های پرداخت و آسیب‌پذیری‌های امنیتی در یک نرم‌افزار که دسترسی آزاد به هکرها می‌دهند، جزو این دست هستند.

انواع باگ‌ های نرم‌ افزار به‌همراه مثال

وجود باگ‌های نرم‌افزاری یک واقعیت اجتناب‌ناپذیر در دنیای توسعه نرم‌افزار است. برنامه‌نویسان با شناخت نوع باگ قادر به شناسایی سریع و رفع آن هستند. در ادامه این بخش انواع باگ های نرم افزار را توصیف خواهیم کرد.

Syntax Bugs

باگ‌های سینتکس اشکالاتی در ساختار یا سینتکس یک زبان برنامه‌نویسی هستند که از اجرای صحیح کد جلوگیری می‌کنند. خطاهای سینتکسی معمولا توسط کامپایلر یا مفسر شناسایی می‌شوند؛ برنامه‎ای که کد را از متن قابل خواندن برای انسان به دستورالعمل‌های قابل فهم برای ماشین ترجمه می‌کند. خطاهای سینتکسی اغلب به‌دلیل اشتباهات ساده مانند استفاده نادرست از نشانگرها، استفاده از علائم نگارشی در مکان‌های اشتباهی از کد یا ننوشتن نقطه ویرگول ایجاد می‌شوند. همچنین اشتباهات پیچیده‌تری در رخ دادن این باگ‌ها سهیم هستند؛ از جمله استفاده از یک عبارت نامعتبر یا قرار دادن پرانتز نادرست.

Security Bugs

باگ‌های امنیتی یک نرم‌افزار یا وب‌سایت را مستعد آسیب‌پذیری، دسترسی غیرمجاز به اطلاعات حساس کاربران و حملات سایبری می‌کند. این باگ‌ها یک خطر بزرگ برای کاربران هستند و باید بسیار جدی گرفته و برطرف شوند. باگ‌های امنیتی به‌دلیل شدت اهمیت و ماهیت آسیب‌پذیرشان، جزو حساس‌ترین باگ‌ها به حساب می‌آیند و باید با جدیت و فوریت رسیدگی شوند. آسیب‌پذیری‌های XSS، خطاهای Logical و رمزگذاری برخی از رایج‌ترین باگ‌های امنیتی هستند.

Functional Bugs

باگ‌های عملکردی زمانی رخ می‌دهند که یک ویژگی خاص یا کل نرم‌افزار به‌دلیل وجود خطا به‌درستی کار نمی‌کند. شدت چنین باگ‌هایی بستگی به ویژگی‌هایی که مختل شده‌اند، دارد. به بیانی ساده، اگر هر جز در یک برنامه یا وب‌سایت آنطور که تعریف و برنامه‌نویسی شده عمل نکند، یک باگ کاربردی محسوب می‌شود. به‌عنوان‌مثال، عدم ورود کاربر به سیستم با کلیک روی دکمه ورود (Sign in)، عدم افزودن کالا به سبد خرید درصورت فشردن دکمه افزودن به سبد خرید و کادر جست‌وجویی که به درخواست کاربر پاسخ نمی‌دهد، در دسته باگ‌های عملکردی قرار می‌گیرند.

Compatibility Bugs

هرگاه نرم‌افزار یا برنامه‌ای با سخت‌افزار، سیستم‌عامل یا مرورگر کاربر سازگار نباشد، باگ سازگاری رخ می‌دهد. باگ‌های سازگاری اغلب به‌دلیل تفاوت در تنظیمات سخت‌افزاری یا نرم‌افزاری مانند نسخه‌های مختلف یک سیستم‌عامل یا درایورهای ناسازگار ایجاد می‌شوند. تغییر فونت در مرورگرهای مختلف، تغییر رنگ پس‌زمینه نرم‌افزار در سیستم‌عامل‌های متفاوت، مشکل در اجرای بازی روی کامپیوترهای قدیمی و ایراد در مرورگر وب که استفاده از وب‌سایت‌ها یا ویژگی‌های خاص را غیرممکن می‌کند، جزو باگ‌های سازگاری محسوب می‌شوند.

Usability Bugs

باگ‌های قابلیت که با نام نقص قابلیت (Usability Defects) و باگ تجربه کاربری (User Experience Bug) هم شناخته می‌شوند، مشکلی در نرم‌افزار هستند که انجام وظایف یا دستیابی به اهداف را برای کاربران دشوار می‌کنند و بر تجربه آن‌ها تاثیر منفی می‌گذارند. برخی از نمونه‌های باگ‌های قابلیت شامل مشکل در پیمایش صفحه وب‌سایت یا برنامه، فرآیند اشتباه در ثبت‌نام کاربر، پیغام‌های خطا با متن یا مفهوم غیرواضح و منوهای ناکارآمد است

Logic Bugs

باگ منطقی زمانی رخ می‌دهد که در جریان منطقی برنامه خطایی وجود داشته باشد و روند اجرای آن را با مشکل مواجه کند. این اشکال می‌تواند منجربه رفتار غیرمنتظره یا نادرست شود و تشخیص و رفع آن را دشوار کند. باگ منطقی گاهی اوقات خرابی‌های ناگهانی در نرم‌افزار یا وب‌سایت ایجاد می‌کند. این نواقص می‌توانند در هر نوع برنامه‌ای، از اسکریپت‌های کوچک گرفته تا برنامه‌های بزرگ رخ دهند. آن‌ها می‌توانند ناشی از عوامل مختلفی مانند فرضیات نادرست برنامه‌نویس در مورد داده‌ها یا ورودی کاربر، تعاملات غیرمنتظره بین بخش‌های مختلف برنامه، خطا در اجرای الگوریتم‌ها یا ساختار داده‌ها باشند. حلقه‌های بی‌پایان، تبدیل نادرست نوع داده و متغیرهای بدون مقدار اولیه از باگ‌های منطقی رایج هستند.  

روش‌ های رفع باگ

باگ‌زدایی (Debugging) فرآیند شناسایی و رفع باگ‌ها در برنامه و وب‌سایت است که در توسعه نرم‌افزار موضوع مهمی تلقی می‌شود. دیباگ کردن می‌تواند یک کار چالش‌برانگیز به‌خصوص برای مبتدیان باشد. بااین‌حال، روش های رفع باگ را در ادامه نام خواهیم برد تا توسط آن‌ها بتوانید خودتان اشکال‌های موجود در کد و نرم‌افزارتان را شناسایی و برطرف کنید.

استفاده از ابزارهای اشکال‌زدایی 

یکی از روش‌های مناسب برای دیباگ کردن برنامه‌ها و نرم‌افزارها، استفاده از ابزارهای اشکال‌زدایی (Debugging Tools) است. بسیاری از ابزارهای معروف دیباگ مانند Lightrun، Ghidra، Interactive Disassembler و Fusion Reactor در دسترس عموم و قادر به کشف و رفع باگ‌ها هستند. NUnit و JMockit ابزارهای خودکاری هستند که در تست Unit-Level به کمک توسعه‌دهندگان می‌آیند.

چاپ خروجی

اگر بتوانید ناحیه‌ای از کد که دچار باگ شده است را ردیابی کنید، می‌توانید با چاپ خروجی همان تکه کد – در زبان انگلیسی با نام Print Statements از آن یاد می‌شود – باگ را شناسایی کنید. چاپ مقادیر و رشته‌هایی که در آن قسمت خاص از کد استفاده می‌شوند، دومین روش رفع باگ است. این روش به‌خصوص در هنگام استفاده از حلقه‌های تودرتو مفید واقع می‌شود؛ زیرا می‌توانید خروجی هر حلقه را برای تعیین جریان مقادیر در سراسر کد چاپ کنید. حتی اگر موفق به کشف باگ با این روش نشده‌اید، چاپ خروجی می‌تواند به شناسایی جایی که نتیجه ناخواسته‌ای در برنامه‌تان وجود دارد، کمک کند.

پیدا کردن راه‌حل در باگ

اغلب باگ‌های سینتکسی حاوی راه‌حل درون خود هستند؛ بدین‌شکل‌که  در مواجه با این باگ‌ها، ویرایش‌گر کد به شما خطی که باگ رخ داده است را نشان می‌دهد. هنگامی‌که این نوع باگ‌ها را دریافت می‌کنید، می‌توانید به‌طور مستقیم به کد خود بازگردید و آن‌ها را برطرف کنید.

استفاده از موتورهای جست‌جو

اگر راه‌حل‌های موجود کمکی به شما نکردند، بهترین روش استفاده از موتورهای جست‌وجو و سرچ باگ درون آن‌ها است تا به‌صورت عمیق‌تر به آن بپردازید. قسمت مهم پیام باگ را در گوگل یا بینگ کپی و جای‌گذاری کنید. قطعا افرادی مانند شما پیش‌تر با این مشکل مواجه شده‌اند و متخصصان راه‌حل آن را ارائه داده‌اند. برای به دست آوردن نتایج جست‌وجوی بهتر، می‌توانید کلمات کلیدی مرتبط را اضافه کنید و پیام باگ را تغییر دهید تا عمومی‌تر باشد و نتایج بیشتری دریافت کنید. گوگل همیشه مکان خوبی برای بررسی باگ‌ها است؛ اما می‌توانید راهنماهای زبان‌های برنامه‌نویسی را در MDN Web Docs دوباره بخوانید یا به‌طور مستقیم پیغام را در Stack Overflow جست‌وجو کنید. Stack Overflow یک جامعه فوق‌العاده از برنامه‌نویسان است که دانش خود را به اشتراک می‌گذارند و چیزهای جالبی را می‌سازند.

بررسی کدهای خود با کدهای دیگران

غالبا کسی را پیدا نمی‌کنید که دقیقا همان کاری را که شما می‌خواستید انجام دهید، انجام داده باشد؛ اما همچنان با همان باگ مواجه شده است. کمی کد آن‌ها را بخوانید و ببینید آیا با کد شما قابل مقایسه است یا خیر. حتی اگر کد آن‌ها بسیار متفاوت باشد، ممکن است یک یا دو خطی که باگ را ایجاد کرده‌اند بسیار شبیه کد شما باشند. در این حالت می‌توانید راه‌حل را بیابید و باگ کدتان را رفع کنید.

پیاده کردن راه‌حل

با دریافت پاسخ از هر منبعی، آن را روی کدتان پیاده کنید. در بدترین حالت باگ رفع نمی‌شود و باید راه‌های دیگری را امتحان کنید؛ اما در بهترین حالت با همان پاسخ اول باگ کدتان برطرف شده و می‌توانید از آن برای برنامه‌های بعدی‌تان استفاده کنید. مرحله رفع باگ به‌صورت قدم‌به‌قدم بسیار موثر است و دید جامعی نسبت به عواملی که منجر به باگ می‌شوند، به شما می‌دهند.

چند نمونه باگ در محصولات کمپانی‌های معروف

در این بخش به بررسی سه باگ که در سال 2021 در محصولات اپل، متا و ماکروسافت رخ داد خواهیم پرداخت.

• در نوامبر 2021، اپل به‌روزرسانی نرم‌افزاری را برای رفع یک آسیب‌پذیری مهم منتشر کرد که به هکرها اجازه می‌داد دستگاه‌های کاربران را کنترل کنند. این باگ سیستم‌عامل‌های macOS و iOS اپل را تحت تاثیر قرار داد و امکان دسترسی هکرها به نصب بدافزار، سرقت داده‌های حساس و موارد دیگر را فراهم ساخت.
• در اکتبر 2021، یک باگ نرم‌افزاری باعث قطعی ارتباط گسترده در فیس‌بوک، اینستاگرام و واتس‌اپ شد. این اشکال بر نحوه مسیریابی ترافیک بین سرورها و پلتفرم‌ها تاثیر گذاشت و باعث شد کاربران نتوانند برای چندین ساعت به خدمات دسترسی داشته یا از آن‌ها استفاده کنند.
• در سپتامبر 2021، مایکروسافت یک وصله (Patch) اضطراری برای رفع آسیب‌پذیری بسیار مهم و حیاتی در سیستم‌عامل ویندوز منتشر کرد. این باگ که با نام «PrintNightmare» شناخته می‌شود، به هکرها اجازه می‌داد کنترل سیستم‌های کاربران را در دست بگیرند و داده‌های حساس را سرقت کنند

تفاوت Bug و Error

همانطور که گفتیم، باگ یک اشکال در سینتکس، منطق کدها یا پردازش داده‌ها است که منجر به عملکرد نامطلوب یا غیرمنتظره یک نرم‌افزار می‌شود. باگ‌ها امکان اجرای برنامه را می‌دهند؛ اما آن را مستعد آسیب‌پذیری‌هایی که گاه بسیار خطرناک هستند، می‌کنند. از سوی دیگر، ارورها اشتباهات انجام‌شده از سوی برنامه‌نویس هستند که شامل نوشتن سینتکس غیرصحیح و حلقه‌های بی‌پایان می‌شود. درصورت وجود یک ارور، برنامه‌ یا نرم‌افزار اجرا نمی‌شود.

آنچه در باگ چیست و چگونه آن را رفع کنیم؟ آموختیم

باگ‌های نرم‌افزار و وب‌سایت‌ها مشکلاتی در کدهای برنامه هستند که خروجی را خراب و نامطلوب می‌کنند و تصویری نه‌چندان خوشایند در ذهن کاربر می‌سازند. این نواقص بخشی از چرخه عمر توسعه نرم‌افزار (SDLC) هستند که در فرآیند کدنویسی هزاران مورد از آن‌ها رخ می‌دهد و نمی‌توان از وقوعشان اجتناب کرد. برخلاف دیدگاه رایج، باگ‌های نرم‌افزاری همیشه برای کدهایتان بد نیستند؛ حل آن‌ها کمک می‌کند تا در کدنویسی تجربه کسب کنید و با تمرین مداوم، عبور از مرحله اشکال‌زدایی یا Debugging برایتان آسان‌تر شود. به‌عنوان یک برنامه‌نویس، چگونه باگ‌ها را رفع می‌کنید؟ خوشحال می‌شویم روش‌های منحصربه‌فردتان را در بخش نظرات بنویسید تا به ما و سایر کاربران کمک کنید.

سوالات متداول