正确性 (计算机科学)

✍ dations ◷ 2025-12-03 12:58:46 #理论计算机科学

在理论计算机科学中,算法的正确性(英语:correctness)是指一个算法在程序规范下被认定为正确的判定。其中,正确(英语:functional correctness)针对输入输出的行为(例如:对每一个输入,算法都能给出预期的输出)。

人们将正确性分为两类。一类被称为部分正确性(英语:partial correctness),它要求在算法返回结果时这一结果是正确的;另一类被称为完全正确性(英语:total correctness),它在部分正确性的基础之上还要求算法必须能够结束。由于对于停机问题没有通用的解决方案,因此判定完全正确性的断言有着更多需要深层次研究的地方。终止的证明是指一类数学证明,因为完全正确性需要证明一个算法会终止,所以它在程序的形式验证中起着至关重要的作用。

例如考虑这样一个问题:依次搜索整数列1, 2, 3, …来看是否存在某个特定现象——比如说存在一个奇数为完全数。对于这个问题而言,我们很容易写出一个部分正确的程序(直接对于每个数字做长除法判定其是否完全)。然而如果我们想证明这个程序是完全正确的,那就相当于我们在断言一个在数论里目前还未知的结论。

在算法和程序规范都是基于形式化来给出时,对正确性的证明应当为一个数学证明。然而我们并不期待能够给出特定机器上实现的特定程序的正确性断言,因为那样将需要考虑诸如内存限制在内的更多问题。

证明论中有一个结论柯里-霍华德同构。这一结论认为:任意一个在构造性逻辑下的功能正确性的证明都对应了一个λ演算程序。这种转换证明的方式被称为(英文:program extraction)。

霍尔逻辑是一个具体的能够严密验证程序正确性的形式系统。它用一系列的公理来定义程序语言的语义,从而通过称之为霍尔三元组的断言来验证程序的正确性。

软件测试是指验证一个程序或系统的某些属性或能力来判断它是否达到预期目的的行为。尽管软件测试在软件质量方面起着至关重要的作用,并且被程序员和测试员们广泛采用,但由于人们对软件的认识十分有限,它仍旧是一个艰深的领域。软件测试的最大难点在于如何控制其复杂性:我们没有办法在一个合理的复杂度内完整地测试一个程序。测试不只是调试。测试的目的包括但不限于确保软件质量、验证其正确性和估算其稳定性。我们对测试的定义也可以更加一般化,其中正确性测试和稳定性测试是两个最大的研究领域。软件测试是预算、时间和软件质量的一个平衡。

相关

  • 绳文时代绳纹时代(日语:繩文時代)指日本旧石器时代末期至新石器时代,这一时期以绳纹陶器的逐步使用为主要特征。关于绳纹时代的开始时间,学术界有不同的观点,有一万六千年前:44、一万三千
  • 斋浦尔बाप तहसील घंटियाली斋浦尔(英语:Jaipur;印地语: जयपुर;乌尔都语:جے پور‎),是印度拉贾斯坦邦的首府,1727年始建,市街按棋盘方格式设计,高大、古老粉红色的
  • Sky PerfecTV!SKY PerfecTV!(日文商业名称スカパー! Sukaper!),为日本以至全亚洲颇具规模的多频道卫星电视平台,由SKY Perfect JSAT株式会社经营提供直播卫星及光纤网络的收费电视服务。当初
  • 格鲁特岛格鲁特岛(荷兰语:Groote Eylandt)是澳大利亚北领地的卡奔塔利亚湾的最大岛屿,也是澳大利亚全国的第四大岛屿,面积有2326平方公里。位于安海姆地以东50公里。1623年威廉船长(Willem
  • 2006年朝鲜核试验2006年朝鲜核试验或称朝鲜核子试爆,为朝鲜民主主义人民共和国首次核试验,据传试爆于当地时间2006年10月9日上午10时35分27秒,时间大约在朝鲜官方宣布准备核试验的一周之后。试
  • 陈圆圆陈圆圆(1624年-1681年),字畹芬,名沅。李自成进北京后被李自成手下大将刘宗敏掳走,后来下落成谜。陈圆圆的母亲早亡,从姨父姓陈。圆圆,倾国倾城,能歌善舞,色艺冠时,时称“秦淮八艳”之一
  • 裴勇浚裴勇浚(朝鲜语:배용준,1972年8月29日-),韩国男演员和Keyeast经纪公司创办人,名字常被误写为裴勇俊。1994年11月1日,参加KBS Audition而出道。2015年5月14日,根据韩国经纪公司KEYEAST
  • 葡萄桑葡萄桑(学名:)又名山荔枝,无患子科韶子属的一种,是一种与红毛丹()有亲缘关系的热带水果,有时会把两者混淆。本水果通常可新鲜食用,它比红毛丹和荔枝更甜,但在东南亚以外非常罕见。本种
  • 邓文铿邓文铿,字德声,福建沙县人。明朝政治人物。洪武十八年(1385年),邓文铿中三甲进士。授官任茂名县知县,因政绩显著升任刑部主事,累任佥都御史。其身在御史台,敢于直言并弹劾权贵。此后
  • 乌马托鳞片属乌马托鳞片属()是一类已灭绝的银杏类植物,属于乌马托鳞片科(Umaltolepidiaceae)。生存于中侏罗世到早白垩世。乌马托鳞片属的雌性繁殖器官包括一个苞片和短柄。短柄基部具有鳞片