调试

调试的第一原则是尽量不去调试：用类型系统、检查和不变性让 bug 在写下的那一刻就无处藏身。当 bug 仍然出现时，用科学方法系统地复现、假设、实验和修复，而不是靠运气。

常见 bug 类型

在动手之前，先认识几类最常出没的 bug，有助于你快速识别它们：

• 别名 bug（aliasing bug）：两个变量指向同一个可变对象，一处修改意外影响另一处。
• 差一 bug（off-by-one）：循环或索引边界多一或少一。
• 顺序 bug（ordering）：操作的执行顺序与预期不符。
• 代码克隆 bug（code-clone）：复制粘贴的代码只改了一处，遗漏了其他副本。
• 遍历时修改 bug（mutating-while-iterating）：在迭代集合的同时修改它，导致未定义行为。

第一道防线：让 bug 不可能出现

最强大的调试，是在 bug 写出来之前就消灭它。6.102 提供三种机制：

• 静态检查（static checking）：编译器在编译时捕捉类型错误和不合法操作。TypeScript 的类型系统就是一种静态检查。
• 动态检查（dynamic checking）：运行时检查，比如数组越界、空指针、类型强转失败。
• 不变性（immutability）：使用不可变类型和常量，让对象一旦创建就不能被修改，从根本上消除别名和状态混乱。

// 用不变性消除别名 bug
const original: readonly number[] = [1, 2, 3];
// original.push(4); // 编译错误：无法修改只读数组

第二道防线：让 bug 容易定位

当无法完全避免 bug 时，要让它们尽早暴露：

• 快速失败（fail fast）：一旦发现异常立即抛出，而不是带着错误状态继续运行。
• 断言（assertion）：在代码中明确记录并强制执行你的假设。
• 增量开发：每次只加一小部分功能，立即测试，缩小出错范围。
• 模块化与封装：把错误限制在局部模块内。
• 最小化变量作用域：变量越局部，越难被错误地复用。

function sqrt(x: number): number {
  console.assert(x >= 0, "sqrt 的参数必须非负");
  return Math.sqrt(x);
}

复现 bug

定位 bug 的第一步是找到一个小的、可重复的测试用例，能稳定触发失败。如果 bug 时有时无，先不要急着改代码，而是缩小输入、固定随机种子，直到失败变成必然。

用科学方法定位 bug

调试本质上是一个循环的科学实验：

1. 研究数据：观察输入、输出、错误信息、日志。
2. 提出假设：对 bug 原因给出一个可验证的解释。
3. 设计实验：用探针验证或推翻假设。
4. 重复：直到定位根因。

探针工具

• 断言：在关键点检查不变量。
• 打印语句：输出变量值和程序路径（用完记得删）。
• 调试器：设置断点、单步执行、检查调用栈。

delta 调试

Delta 调试的思路是对比成功运行与失败运行的差异，逐步缩小导致失败的最小输入或最小代码变更。这是一种系统化的二分搜索。

修复 bug

找到根因后，修复应该是谨慎而完整的：

• 检查相关 bug：同一处代码可能还有同类问题。
• 撤掉调试探针：删除临时的打印和断点。
编写回归测试：让修复被测试覆盖，防止日后复发。
• Add, Commit, Push, Reflect：提交代码并反思这次 bug 的教训。

其他调试技巧

• 换个视角：向同伴（甚至橡皮鸭）讲解你的代码——「橡皮鸭调试法」。
• 书面描述：把问题写下来，往往能在叙述中自己发现矛盾。
• 寻求帮助：卡住太久时及时提问。
• 先睡一觉：大脑会在后台继续处理难题。