JPH04181436A - デバック方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目　次］ 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例（第１図） 発明の効果 ［概　要］ オブジェクト指向型プログラミング言語によるソフトウ
ェア開発におけるデバック方式に関し、オブジェクト指
向型プログラミング言語におけるデバックを容易に行う
デバック方式を提供することを目的とし、 オブジェクト指向型プログラミング言語において、各オ
ブジェクトのメソッド実行時にオブジェクトの識別子、
実クラスおよびメソッド名からなるエラー探索標識を登
録し、実行中エラー発生時に前記エラー探索標識を参照
するよう構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、オブジェクト指向型プログラミング言語によ
るソフトウェア開発におけるデハ、タ方式に関する。

（従来の技術〕 従来の計算メカニズムでは、ある演算を行う物体にデー
タを送ると、あらかしめ定義しである演算が行われ、結
果値としてデータが返ってくるという考え方であった８
例えば、加算を行う物体に整数データ２と３を送ると５
が返されてくる。つまり、プログラムは何らかの動作を
行う演算物体とその動作に対して常に受動的なデータか
らなると考えられていた。オブジェクト指向言語（ｏｂ
ｊｅｃｔ　ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｌａｎｇｕａｇｅ）では
計算はオブジェクトとよばれる能動的な物体と、その間
の通信によって行われると考える。これらの言語では、
整数などのデータもすべて能動的な計算を行う物体と考
える。つまり、２というオブジェクトムこｒ３を加算せ
よＪというメツセージ（膳ｅｓｓａｇｅ）を送ることに
より、２というオブジェクト内で加算が行われ、その結
果（ａ５がメソセージの送り元へ送り返される。ここで
重要なことはｒ〜を加算せよ」というメツセージを解釈
できるのはある特定の性質をもったオブジェクトのみで
ある。このような特定の性質を持ったオブジェクトの集
まりをクラス（ｃｌａｓｓ）と呼ぶ。オブジェクトは内
部状態を持っており、あるメツセージを受は取るたびに
内部状態を変化させてゆく。つまり、オブジェクトは過
去に行った計算の履歴を保持している。メソセージが解
釈されて、どのように内部で計算が進められるかはオブ
ジェクト自身の問題で、メツセージの送り手は一切知る
必要がない。送り手は、メツセージのインタフェース、
つまりメツセージにはどういう情報（パラメータ）が必
要か、そしてどのような結果が返ってくるか（もしあれ
ば）ということを知っていればよい、また送り手は、予
め外部インタフェースとして用意されているメツセージ
の形式のみを使ってしかそのオブジェクトＬこアクセス
することができない。もちろん、オブジェク１の内部状
態を変化させたり、参照したりすることもメツセージ形
式のみを使ってしか行えない。

このように情報隠蔽（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｈｉｄ
ｉｎｇ）の考え方は、抽象データ型の考え方と同じであ
るが、オブジェクト指向型言語では、それをさらに押し
進めて、プログラム中の計算を行う要素をもオブジェク
トという一つの統一的な捉え方をする。この考え方では
、一つのクラスも一つのオブジェクトとして捉えられる
。

オブジェクト指向言語のきわだった特徴の一つは、クラ
ス概念である。ある共通の性質をもったオブジェクト同
士まとめられて一つのクラスとして定義される。従って
オブジェクト指向言語によるプロゲラ１．は、クラスの
定義からなる。クラスに属するオブジェクトは、そのク
ラスのインスタンス（ｉｎｓｔａｎｃｅ）とよばれ、そ
れらは全て同し形式のメンセージを受は付け、そのメツ
セージで示された計算を行う。メソセージを受信したと
きに、どのような計算を行うかを規定した部分は、メソ
ッド（ｍｅｔｈｏｄ）とよばれる。メソッドは、各クラ
ス毎に記述され、そのクラスのインスタンスとなってい
るオブジェクト内部の振る舞いを規定する。

クラスは、いわゆる集合概念の拡張であるから、クラス
間にも包含関係、つまりスーパークラス（Ｓｕｐｅｒ　
ｃｌａｓＳ）　／サブクラス（ｓｕｂ　ｅｉａｓｓｌｌ
の関係が存在する。例えば、整数は実数のサブクラスで
あり、整数のインスタンスは、全て実数のインスタンス
である。従って、あるクラスのインスタンスはそのスー
パークラスのインスタンスのもつ性質を受は継ぐことが
ある。つまり、受信可能なメンセージの形式とその処理
手続きであるメソッドが、そのままサブクラスに継承（
ｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅ）される。

オブジェクト指向型言語では、抽象データ型言語と異な
り、クラス自身も一つのオブジェクト（Ｃ１ａｓｓ　ｏ
ｂｊｅｃｔとよぶ）として捉えている。クラス自身も能
動的な物体であり、それにメソセージを送ることによっ
てクラス自身が計算を行うことができる。このようなメ
ツセージに対する処理の記述は、クラスメソソＩ’（ｃ
ｉａｓｓ　ｓ＋ｅＬｈｏｄ）とよばれる。

これに対し、これまでのオブジェクトに対するメソッド
は、インスタンスメソッド（ｉｎｓｔａｎｃｅ　ｍｅｓ
ｈｏｄ）と呼ばれる。クラスは、クラスのクラス、メタ
クラス（ｍｅｔａｃｔａｓｓ）のインスタンスであり、
クラスメソッドはメタクラスが所有するメソッドである
。

オブジェクト指向型言語の代表例は、ＳｍａｉｌｔａＩ
ｋ−８０（米国Ｘｅｒｏｘ社のＷＭ標）で、この言語は
ゼロツクＰＡＲＣのケイ（Ａ−Ｋａｙ）等によって高解
像度デイスプレィとマウスといった高度の入出力機能を
備えたワークステージジン上で動く、子供の教育用言語
として設計された。その後改良が加えられ１９８０年に
オブジェクト指向型言語として整備された。

現在、オブジェクト指向型言語の分野の研究。

開発は、既存の言語にオブジェクト指向的な要素を導入
した言語の開発、例えば、Ｃ言語から発展したＯ　ｂｊ
ｅｃｔｉｖｅ　ＣやＣ＋＋などの言語の開発、言語処理
系の効率的な実現方法の研究、オブジェクトの潜在的な
並列性を用いた４Ｃ列言語の開発が行われている。

［発明が解決しようとする課！！］ 従来、使用されている手続き型言語や関数型言語では、
そのプログラム中のエラー（バグ）の位置や原因を特定
するために、実行状況を出力する命令をプログラム中に
挿入するなどの方法をとっている。しかし、手続き型言
語に代わる、高い情報抽象能力と記述を持ったオブジェ
クト指向型言語が登場し、頻繁に使用されるようになっ
てきているが、その利点である情報抽象能力は、記述に
際しては有効に働くが、バグの発生時にはその位１や原
因をわかりにくくするという欠点になる。

特にわかりにく・くなる原因として次の３点が挙げられ
る。

（１）オブジェクト指向パラダイムの重要な構成要素の
一つに継承というものがある。変数はあるクラスのオブ
ジェクトを格納するものとして宣言されるが、宣言時に
示されたクラスだけではなく、そのクラスと継承関係に
あるクラスのオブジェクトを格納することができる。す
なわち、変数宣言の部分だけを見ても、変数にどのクラ
スのオブジェクトが格納されているかを決定できない。

（２）クラス継承関係の活用により、オブジェクトが属
するのではないクラスのメソッドを呼び出すことができ
る。クラスが異なる時、異なる働きをするメソッドに同
じ名前を与えることができる。このため（１）項と関係
するが、現在格納されているオブジェクトのクラスを特
定できない限り、どのような機能を持つメソッドが呼ば
れているかを知ることができない。

（３）オブジェクトは、他のオブジェクトを属性の一部
として包含することができる。包含されている方のオブ
ジェクトのメソッドを実行する際は、包含する側から必
要なパラメータを与えることがあるが、このような包含
関係が多数に渡る場合には、手動で実行過程を追うのは
、大変な困難を伴うものである。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、オブ
ジェクト指向型プログラミング言語におけるデバックを
容易に行うデバック方式を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

発明の詳細な説明するのに先立ち、この構成を表現する
のに用いる用語を説明する。

宣言クラス オブジェクト識別子（以降オブジェクトＩＤと称する）
を格納する変数を宣言する時、そのオブジェクトのクラ
スを明示する必要がある。これを第１３図を用いて説明
する。同図においてクラスＰａｒｅｎｔにサブクラス（
導出クラス）としてクラスＣｈｔｌｄｌがあり、メソッ
ド−ｅｔｌはクラスＰａｒｅｎＬで実現されている。ク
ラスＣｈｉｌｄｌはメソッドｍｅｔｌをクラスＰａｒｅ
ｎｔから継承しており、クラスＣｈｉＩｄｌでは実現さ
れていない、この場合クラスＰａｒｅｎｔのオブジェク
トの１０を格納する変数Ｘはプログラミング言語Ｃ＋＋
では Ｐａｒｅｎｔ　”　ｘ というように記述する。

このとき、変数Ｘの宣言クラスがＰａｒｅｒ＋ｔである
と言う。また、オブジェクトｌを生成しそのオブジェツ
トＩＤを変数Ｘに格納する場合衣のように表す。

ｘ＝ｎｅｗ　Ｐａｒｅｎｔ　　（）； このとき、変数Ｘには他のクラスのオブジェク）ＴＤを
格納することは一般にはできない。

実クラス 宣言クラスの説明で変数Ｘには他のクラスのオブジェク
トＩＤを格納することは一般にはできないとしたが、例
外があり、クラスＣｈｉｌｄｌがクラスｐ　ａｒｅｎ　
ｔのサブクラスであるとき、前述の変数ＸはクラスＣｈ
ｉｌｄｌのオブジェクトＩＤを格納することができる。

寅クラスとは、変数Ｘに格納されているオブジェクトＩ
Ｄによって示されるオブジェクトが属するクラスを言う
。第１４図を用いて説明すると、クラスｐａｒｅｎｔと
クラスＣｈｉｌｄｌの関係は第１３図で説明した場合と
同しである。

Ｐａｒｅｎｔ　”　Ｘ； は第１３図で示したように変数ＸはクラスＰａｒｅｒ＋
ＬのオブジェクトのＩＤを格納する変数を表す。

ｘ　−ｎｅｗ　Ｃｈｉｌｄｌ　　（）　；は　りうスＣ
ｈｉｌｄｌのオブジェク１を一つ生成（オブジェクト２
）し、そのオブジェクｌ□　Ｉ　＋）を変数Ｘに入れる
ことを表す。

変数ＸはクラスｐａｒｅｎｔのオブンエクＬＩＤ格納用
に宣言されたものであるが（Ｊｉｌｄ　１はＰ　ａｒｅ
ｎｔのサブクラスなのでこのような代入が可能である。

現時点では、宣言クラスがＰａｒｅｎｔである変数Ｘは
、実際にはクラスＣｈｉｌｄｌのオブジェクトＩＤを保
有している。このとき変数Ｘの実クラスがＣｈｉｌｄｌ
であるという。なお、宣言クラスはプログラムの実行中
不変であるが、実クラスは変化する可能性があり、これ
がオブジェクト指向プログラミング言語でのデバックを
困難とする一要因となっている。

実現クラス オブジェクトはその属するクラスのメソッドを実行でき
るが、メソッドの中には、クラスの継承関係を利用する
ことによって、そのクラス固有のメソ、ドとして実現さ
れていないものもある。これを第１５図を用いて説明す
る。クラスＰａｒｅｎｔとクラスＣｈｉｌｄ　ｌの関係
は第１４図と同しである。

ｘ−＞５ｅｔｌ　（）　　； は、変数Ｘに格納されているオブジェクトＩＤによって
示されるオブジェクト（現在はオブジェクト２）のメソ
ッドである醋ａｔｌを実行することを表ず。しかし、こ
のとき、オブジェクト２が属するクラスＣｈｉｌｄ　ｌ
ではｓｉｅ目は実現されておらず、実際に実行されるの
は親クラスであるＰａｒｅｎｔのメソッドｍａｔｌとな
る。このような場合、クラスＣｈ１１ｄｌのメソッドａ
＋ｅｔｌの実現クラスがＰａｒｅｎｔであると言う。

ｒ宣言クラスｊと１実クラスＪはオブジェクトＩＤを格
納している変数に対するものであるが、「実現クラスｊ
は呼ばれるメソッドに対するものである。

なお、デバックとは、ハゲの発生位置および発生原因を
特定し、その原因を解消することであると定義し、本発
明は、このデバ、りの内、発生位置を特定するものであ
る。

次に本発明の構成について説明する。

に記目的を達成するため、本発明のＹハック方式は、オ
ブジェクト指向型プログラミング３語ζこおいて、各オ
ブジェクトのメソッド実行時にオブジェクトの識別子、
実クラスおよびメソ７１′名からなるエラー探索４！１
ｍを登録し、実行中エラー発生時に前記エラー探索標識
を参照するようにしたものである。また、前記エラー探
索標識に、宣言クラスを加えたものである。また、前記
エラー探索標識に、メソッドの実現クラスと関係するク
ラス全てを含むクラス階層を加えたものである。

また、オブジェクトの一属性として包含されるオブジェ
クトのメソッドの実行時に、前記エラー探索標識に、そ
れらオブジェクトの包含関係も加えたものである。

〔作　用〕 ハゲの発生位置の情報として、まずどのオブジェクトの
どのメソッドを実行中であったかという情報が必要にな
る。このため、メソッドが起動される際に、まずそのメ
ソ・７１′を保有するオブジェクトの識別子を登録する
ことが必要となる。さらに、メソッド名およびメソッド
の実体特定のため、オブジェクトの実クラスがわかる必
要がある。このオブジェクト識別子、メソッド名、実ク
ラスが必要不可欠な情報となる。

また、当該実クラスのオブジェクトの識別子を保存する
ように宣言した変数がなく、親および祖先クラスの識別
子格納用として宣言された変数によって当該オブジェク
トの識別子が保有されている場合、該当する変数がない
ということで、ユーザに混乱を来す恐れがある。変数の
宣言クラスを登録することにより、ソースプログラム中
でどの変数によって保持されているオブジェクト内のエ
ラーであるかをユーザに知らせることによりこの混乱の
発生を排除することができる。

また、第１５図において、ｘ　−＞＋＊ｅｔｌ　（）を
実行中にエラーが発生した場合、オブジェクト２が属す
るクラスＣｈｉｌｄｌではｍｅｔｌは実現されておらず
、実際に実行されるのは、親クラスであるＰａｒｅｎｔ
のメソッド５ｅｔｌである。この場合、クラスＣｈｉｌ
ｄｌを調べてもｍｅｔｌはこのクラスでは実現されてい
ないということがわかるだけである。実際のエラーの発
生原因は、クラスＣｈｉｌｄｌは継承によって親クラス
Ｐａｒｅｎｔのメソッド■ｅｔｌを呼んでいるという知
識があって初めて、クラスＰａｒｅｎｔのメソッド−ｅ
ｔｌに原因があると特定できる。このため、実現クラス
とクラス階層を登録しておくとよい。

また、オブジェクトは他のクラスのオブジェクトを属性
の一部として包含することができる。包含されている方
のオブジェクトのメソッドを実行する際には、包含する
側から必要なパラメータを与えることがあり、この包含
関係も登録することによりバグを特定しやすくなる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の実施例の基本フロー図で、コンパイ
ラ２におけるコード生成部は、従来のコンパイラではソ
ースプログラム１に対応するコードを生成するだけであ
るが、本実施例では同時にメソッド実行時にオブジェク
トのオブジェクトＩＤ等のデハノク情報を登録するコー
ドを生成する。

このように生成された実行形式のプログラム３は実行さ
れると、情報処理装置４の記憶部にメソッド実行毎にデ
バック情報を登録する。バグ発生時にはデバック５は、
この登録されたデハノク情報を参照しながら実行過程を
再現することができるのでエラーのトレースが可能とな
る。

第３図はコンパイル時における情報登録のアルゴリズム
を示す図であり、第３図は第２図の実行状態登録命令の
挿入のステンブ詳細フロー図である。

第２図において、コンパイルしようとしている処理がオ
ブジェクトのメソッド呼び出しか調べ（ステップ２０）
、呼び出しであれば、実行状態登録命令の挿入をする（
ステップ２１）。この詳細は第３図に示すように呼び出
されるメソッドは、−番外側のオブジェクト（包含関係
がある場合の一番外側から包含しているオブジェクト）
が所有するものか否か判断しくステップ２１０）、所有
するものであればオブジェク）ＴＤ、ＩＤを保持する変
数名、宣言クラス、実クラス、開始／終了を表に登録す
るコードを生成する（ステップ２１１）。また所存する
ものでなければ、呼び出されたメソッドに至るまでの全
てのメンバーのオブジェクト［Ｄ。

メンバ御名５宣言クラス、実クラス、開始／終了を表に
登録するコードを生成する（ステップ２１２）。

第２図に戻って、ステップ２０でＮｏであれば、処理が
変数宣言か否か調べ（ステップ２２）、Ｙｅｓであれば
変数の型はクラスで１つか否か調べ（ステップ２３）、
Ｙｅｓであればクラス（−宣言クラス）と変数の組を変
数リストに登録する（ステップ２４）、ステップ２１．
ステップ２４の終了後、およびステップ２２．ステップ
２３でＮｏの場合、通常のコンパイル処理を行い（ステ
ップ２５）、すべての行を処理し終わったか調べ（ステ
、ブ２６）、終わらない場合はステップ２０に戻り、終
わった場合は終了する。

次に登録される情報についての具体例を第４図〜第１２
図を用いて説明する。

第４図は、クラスＡのメソッド中で別のクラスＢのメソ
ッドを呼んでいる場合を示す。メソッドＡ　　ｗｅｔｌ
（）は、同図右上側に定義されているように、クラスＢ
のメソッドＢｍｅｔｌ　（）を包含している。なお、網
点部のａ、　　ｂは他のメソッドの呼び出しを含まない
ものとする６以下、第５図〜第１２図にメソッドＡ−腸
ｅｔｌ（）の実行状態と登録されている情報の変化の関
係を示す。

第５図はメソッドＡ−■ｅｔｌ（）の実行前の状態を示
す、オブジェクトＴＤ、実クラス、メソッド名、開始／
終了の状態を示す表にはまだ登録されている情報はない
。

第６図はｒ６Ｊの実行前の状態で、変数Ｘに格納されて
いるオブジェクトＩＤ、そのオブジェクトの実クラス、
メソッド名が登録されメソッドの実行が始まる。

第７図はｒａｌの実行後の状態を示す。「ａＪを実行し
ても、他のメソッドの呼び出しを含まないので、登録状
況は変化しない。

第８図は）３　　ｍｅｔｌに入った直後の状態を表す。

クラスＢのメソ、ドであるＢ　　ｗｈｅ目の実行直前に
は、そのメソッドを持つオブジェク１−ＩＤ、およびオ
ブジェクトの実クラス、メソッド名を登録する。実クラ
スがＡ−ＢとなっているのはｒクラスＢのオブジェクト
がクラスＡのオブジェクトに包含された形で使用されて
いるＪの意味である。ＡとＢに包含関係がない場合には
、Ｂだけ記述されることになる。

第９図はＢ　　ｍｅｔｌの実行中の状態を示す。Ｂ−ｍ
ｅｔｌがメソッドを呼んでいない限り、情報は変化しな
い、（ここでは呼んでいないと仮定する。）第１０図は
Ｂ　　ｍｅｔｌの終了後の状態を示す。Ｂ−ｓｅｔｌが
正常に終了したことが記録されている。

第１１図はｒｂｌの終了後の状態を示す。ｒｂ。

には他のメソッド呼び出しがないので、情報は変化しな
い。

第１２図は全体終了時の状態を示す。Ａ〜ｍｅ目の正常
終了を示す情報が記録されＡ　　５ｅａｌが終了する。

以上は全て正常に動作した場合を示したがエラーが発生
すれば、その動作のところで止まるので、そのときの表
を調べることにより容易にエラー発生位置を特定するこ
とができる。

〔発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明は、各オブジェ
クトのメソッド実行時にエラー探索Ｉｎｋを登録し、実
行中エラー発生時にこのエラー探索標識を参照すること
によりエラー発生位置を特定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の基本動作フロー図、第２図は
コンパイル時における情報登録のアルゴリズム、第３図
は第２図の実行状態登録命令の挿入ステップの詳細を説
明する図、第４図は本実施例において登録される情報の
説明図、第５回〜第１２図は実施例においてメソ・ンド
を実施した場合の登録情報の変化を説明する図、第１３
図は宣言クラスの説明図、第１４図は実クラスの説明図
、第１５図は実現クラスの説明図である。 図において、 ■−ソースプログラム、　　２　コンパイラ。 ３−実行形式プログラム、 ４−情報処理装置、　５　デハノカ。 特許出願人　富士通株式会社　　　　　　　　　−−−
ニーイ、、□□□□□ｊ　　’Ｘ−Ｈ□。、２ＳＳ＼、
＝・′ 第１図 コンパイル時における情報登録のアルゴリズム第２図 アルゴリズム詳細０ひ賢鵡シｂ１捨令の挿ん第３図 第４図 Ａ：：Ａ　ｍｅｔｌｏ（ 第５図 ａの前 第６図 ａの後 第７図 Ｂ−ｍｅｔｌに入った直後 第８図 Ａ：：Ａ−ｒｎｅ＋１０（ Ｂ−ｍｅ　ｔ　ｌの実行中 第９図 Ａ：：Ａ−ｍｅ川）（ Ｂ−ｍｅｔｌの終了後 第１０図 Ａ：：Ａ−ｍｅ電１（）（ ｂの終了後 第１１図 Ａ：：Ａ−ｍｅ宜１（）（ 禰皓− 第１２図 Ｐａｒｅｎｔ　”ｘ； Ｘ　ｍ　ｎ＠Ｗ　Ｐａｒｅｎｔ０１ 宣言クラスの説明 第１３図 Ｐａｒｅｎｔ　　’ｘ； ｘ−ｎｅｗｃｈｉｔｃＨＯｏ 実クラスの説明

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）オブジェクト指向型プログラミング言語において、
   各オブジェクトのメソッド実行時にオブジェクトの識別
   子、実クラスおよびメソッド名からなるエラー探索標識
   を登録し、実行中エラー発生時に前記エラー探索標識を
   参照するようにしたことを特徴とするデバック方式。 ２）前記エラー探索標識に、宣言クラスを加えたことを
   特徴とする請求項１記載のデバック方式。 ３）前記エラー探索標識に、メソッドの実現クラスと関
   係するクラス全てを含むクラス階層を加えたことを特徴
   とする請求項１または２記載のデバック方式。 ４）オブジェクトの一属性として包含されるオブジェク
   トのメソッドの実行時に、前記エラー探索標識に、それ
   らオブジェクトの包含関係も加えたことを特徴とする請
   求項１、２、３のいずれかに記載のデバック方式。