靜態分析工具幫助開發人員可在 SDLC（軟體開發生命週期）的早期偵測程式碼缺陷。而Parasoft 所提供的工具則能自動化程式碼品質檢查，本文便將介紹使用這些工具的最佳實踐。
無論是開發人員或是QA測試人員都會表示靜態分析是開發流程中的關鍵部分。就像疫苗需要經過多次試驗，任何專案都需要從多個角度進行程式碼品質分析。
因此，Parasoft 提供靜態分析工具來幫助自動化這個流程。這也有助於提升最佳實踐，使其在面對必要的變更和更新時能夠更靈活地因應。但建立對靜態分析、其工具及最佳實踐的基本理解是關鍵的基礎知識。
歡迎學習或重新熟悉這些概念。本文將回答以下問題：
- 什麼是靜態程式碼分析？
- 如何執行靜態分析？
- 什麼是程式碼品質工具？
- 如何檢查我的程式碼品質？
- 什麼是靜態程式碼分析的最佳實踐？
- 你能夠自動化靜態程式碼分析嗎？
什麼是靜態程式碼分析？
簡單來說，靜態程式碼分析用來辨識原始碼中的缺陷與錯誤。雖然分析可以自動執行，但程式碼審查通常需要開發人員與 QA/QC 測試人員共同合作。
靜態分析允許即時修正錯誤，並且是開發流程中的重要組成部分。無論產業、功能或程式語言為何，靜態分析始終是開發流程的基礎。
如何進行靜態分析？
執行靜態分析需要遵循一套簡單的步驟
首先，當然需要有原始碼供測試品質。接下來，使用靜態分析工具並運行靜態程式碼分析器。檢視被標記為不符合規範的程式碼區段，這可能包括誤報或預期的偏差。開發人員應先解決關鍵錯誤，然後再處理次要問題，最後進入測試階段。.
靜態分析的最大優勢是不需要執行程式碼。只需運行分析工具，即可辨識需要修正的問題，而不會產生額外風險。
應該在何時衡量程式碼品質？
靜態分析的最佳執行時機通常是在程式碼審查之前，以及程式碼撰寫完成之後。在此階段對原始碼進行審核，可以更快解決錯誤，減少時間浪費。
不同類型的靜態程式碼分析
最常見的靜態程式碼分析類型之一是 SAST（靜態應用程式安全測試）。這被視為應用程式安全測試的最佳實踐，但也可以應用於其他領域。為了辨識所有錯誤類別，可能需要使用多種編碼標準（如 MISRA、AUTOSAR、CERT、CWE 等）。
因此，熟悉不同類型的靜態程式碼分析及其旨在檢測的錯誤是很重要的。
效能：這些測試用來辨識會降低整體效能的錯誤，並且可確保開發者緊跟當前的最佳實踐。
安全性： 這是一項關鍵測試，與安全相關的程式碼分析能夠發現如弱加密技術、配置問題及框架特有的命令注入錯誤等安全風險。
可靠性： 這些測試有助於預防功能性問題，沒有開發人員希望在凌晨四點面對一個緊急的無回應服務訊息。這類靜態程式碼分析特別有助於發現記憶體洩漏或執行緒問題。
風格：此種靜態分析風格鼓勵團隊採用統一的程式碼風格，以便於使用、理解及錯誤修正，並讓開發人員不需浪費時間來辨識風格違規，測試可幫他們找出。
基於模式的靜態分析
這些方法在程式碼品質測試中是最基本且重要的。工程師可能無意中因為錯誤造成崩潰或記憶體損壞。基於模式的靜態分析通過程式碼中的錯誤模式來找出問題的根本原因。
這可以是像語法檢查器之類的簡單工具，也可以是更複雜的工具。另一個要注意的是，這些靜態分析測試很少會產生偽陽性。
流程分析
這種方法透過模擬決策路徑，根據規則集檢查程式碼中的問題結構。可以用來發現緩衝區溢位、空指標解引用、污點資料等問題。
度量分析
雖然這是一項較簡單的測試，但度量分析有助於衡量程式碼的特徵，包括程式碼複雜度、可維護性、可測試性等。
靜態程式碼分析可以檢測哪些錯誤？
每一項靜態分析規則或指導方針解決不同的問題。影響可靠性的一些問題可能是 C 中的資源洩漏或 C++ 中的空指標異常。MISRA C:2012 指令 4.12 是為了防止使用可能導致運行時內存不足而失敗的動態記憶體，這是不希望發生的。
該指導方針規定：「‘calloc’、‘malloc’、‘realloc’、‘aligned_alloc’ 和 ‘free’ 等標識符不得使用，且不得擴展任何使用這些名稱的巨集指令。」因此，以下程式碼將產生違規。
推薦的解決方案是預先分配一塊記憶體並根據需要進行管理，使用您自己定義的「malloc」和「free」的等效方法。C++ 中的常見解決方案是重載「new」和「delete」運算符。
靜態分析最佳實踐
在進入靜態程式碼分析的最佳實踐之前，有一些迷思需要澄清。例如，靜態分析器並非一次性使用產品，動態分析與靜態分析並無優劣之分。
總括而言，對於程式碼品質的靜態分析，開發者應該採納具體的最佳實踐和新興的最佳實踐。
- 確定問題範圍。
- 使程式碼對其他開發者可讀。
- 編寫具可重用性的程式碼。
- 若應用程式未來需要新增功能，保持可擴展性。
- 開發高效能且資源使用最小化的程式碼。
- 運用動態與靜態分析。
考慮這些因素編寫程式碼，能夠確保更少的錯誤，並且結合靜態程式碼分析，進一步簡化錯誤辨識和質量保證/質量控制過程。
靜態程式碼分析偏差
如前所述，靜態程式碼分析是根據既定的規則集辨識錯誤。這意味著，如果某行程式碼違反規則，它將被標記。當然，就像現實生活中的情況，不同軟體類型中會有一些規則例外。
在這種情況下，開發者會允許偏差。規則可以根據情況調整，以允許特殊問題的出現。團隊可以決定是否接受這種偏差，並且會將其記錄下來，因為它違反了原始規則。
靜態與動態分析比較
靜態分析如其名，是對程式碼進行隔離性的審查。而動態分析則是在程式碼執行於虛擬或實體機器/處理器時進行測試。
將靜態分析視為刷子，將動態分析視為細齒梳。動態分析能夠發現更微妙的缺陷，因為它能檢查程式碼如何與其他系統、感測器或周邊裝置互動。
主要區別在於，動態分析無法發現整個程式碼庫中的缺陷，它只能發現執行過的程式碼片段中的問題。
因此最佳實踐是同時使用靜態和動態分析測試方法，以產生最有效和高效的程式碼。
如何選擇靜態程式碼分析工具
Parasoft 的自動化軟體測試解決方案能夠應用於不同的工作流程和團隊組成。對於靜態程式碼分析，正確的工具能夠幫助團隊加速開發週期、減少缺陷率並持續改善程式碼。
確定哪種工具最適合您的需求，首先從源程式碼的基本語言開始。我們提供 C/C++ 解決方案，並支援 Java (Jtest) 和 .NET (dotTEST)。
我們的 AI 增強型靜態分析解決方案透過選擇性整合與 OpenAI、Azure OpenAI 及 Copilot 等多個 LLM 供應商，加速修正過程，並建議程式碼修正。
當你可以加速流程並獲得更好的結果，為什麼還要繼續投入於更多不必要的工作呢？
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