[Open source, Программирование, Совершенный код, C++] Исследование COVID-19 и неинициализированная переменная

Автор Сообщение
news_bot ®

Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286

Создавать темы news_bot ® написал(а)
05-Фев-2021 15:31


Существует открытый проект COVID-19 CovidSim Model, написанный на языке C++. Существует статический анализатор кода PVS-Studio, который умеет хорошо находить ошибки. Однажды они встретились. Познайте хрупкость алгоритмов математического моделирования и почему нужно прикладывать максимум усилий к качеству программного кода.
На днях мне понадобилось кое-что найти на GitHub, что является началом этой маленькой истории. Изучая результаты поиска, я случайно набрёл на проект COVID-19 CovidSim Model. Недолго думая, я решил проверить его с помощью анализатора PVS-Studio.
Проект оказался совсем крошечным. В нём всего 13 000 строк кода, если не считать пустые строки и комментарии. И ошибок там тоже почти нет. Но одна ошибка настолько проста и красива, что я не могу пройти мимо!
void CalcLikelihood(int run, std::string const& DataFile,
                    std::string const& OutFileBase)
{
  ....
  double m = Data[row][col]; // numerator
  double N = Data[row][col + 1]; // denominator
  double ModelValue;
  // loop over all days of infection up to day of sample
  for (int k = offset; k < day; k++)
  {
    // add P1 to P2 to prevent degeneracy
    double prob_seroconvert = P.SeroConvMaxSens *
      (1.0 - 0.5 * ((exp(-((double)(_I64(day) - k)) * P.SeroConvP1) + 1.0) *
      exp(-((double)(_I64(day) - k)) * P.SeroConvP2)));
    ModelValue += c * TimeSeries[k - offset].incI * prob_seroconvert;
  }
  ModelValue += c * TimeSeries[day - offset].S * (1.0 - P.SeroConvSpec);
  ModelValue /= ((double)P.PopSize);
  // subtract saturated likelihood
  LL += m * log((ModelValue + 1e-20) / (m / N + 1e-20)) +
        (N - m) * log((1.0 - ModelValue + 1e-20) / (1.0 - m / N + 1e-20));
  ....
}

Серьёзный научный код. Что-то считается. Формулы. Выглядит всё умно и обстоятельно.
Вот только все эти вычисления разбиваются о человеческую невнимательность. Хорошо, что на помощь может прийти анализатор кода PVS-Studio и указать на баг: V614 [CWE-457] Uninitialized variable 'ModelValue' used. CovidSim.cpp 5412
И действительно, посмотрим внимательнее на это:
double ModelValue;
for (int k = offset; k < day; k++)
{
  double prob_seroconvert = ....;
  ModelValue += c * TimeSeries[k - offset].incI * prob_seroconvert;
}

Перед нами простая и одновременно страшная ошибка: неинициализированная переменная. Этот алгоритм может насчитать всё что угодно.
Собственно, на этом всё. Пояснять тут нечего. Остаётся только вновь напомнить, что разработчики научных библиотек и научных приложений должны прикладывать дополнительные усилия для обеспечения качества кода. Падение обыкновенного приложения, скорее всего, будет стоить намного дешевле, чем использование некорректных результатов вычислений в научных, медицинских и прочих целях.
Это уже не первая наша статья на эту тему:

Используйте статический анализатор кода PVS-Studio! Польза от своевременно найденных ошибок может быть колоссальной. Спасибо за внимание.
Если хотите поделиться этой статьей с англоязычной аудиторией, то прошу использовать ссылку на перевод: Andrey Karpov. COVID-19 Research and Uninitialized Variable.
===========
Источник:
habr.com
===========

Похожие новости: Теги для поиска: #_open_source, #_programmirovanie (Программирование), #_sovershennyj_kod (Совершенный код), #_c++, #_si++ (си++), #_s++ (с++), #_c++, #_staticheskij_analiz_koda (статический анализ кода), #_pvsstudio, #_bagi (баги), #_neinitsializirovannaja_peremennaja (неинициализированная переменная), #_covid19, #_covid19_covidsim_model, #_covidsim_model, #_covid19_covidsim, #_vychislenija (вычисления), #_doverie (доверие), #_blog_kompanii_pvsstudio (
Блог компании PVS-Studio
)
, #_open_source, #_programmirovanie (
Программирование
)
, #_sovershennyj_kod (
Совершенный код
)
, #_c++
Профиль  ЛС 
Показать сообщения:     

Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы

Текущее время: 22-Ноя 12:06
Часовой пояс: UTC + 5