正确性 (计算机科学)

✍ dations ◷ 2025-12-09 06:34:45 #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

  • 口腔炎口腔炎(stomatitis)是一种疾病,指口腔黏膜或舌黏膜发生的炎症。该病的成因可以分为与口部有关及与全身有关,前者包括口部卫生欠佳、装得不妥当的假牙、或是由灼热食物造成的烫伤
  • 老挝老挝王国(老挝语:ພຣະຣາຊອານາຈັກລາວ,罗马化:Phra Ratxa A-na-chak Lao)是于1946年在今老挝建立的一个君主制国家。1946年,法国保护国琅勃拉邦的君主西萨旺·冯在法
  • 魁北克大学魁北克大学(法语:Université du Québec),加拿大魁北克省的一所综合性大学。魁北克大学于1968年建立,目前拥有超过87,000名学生。按照学生人数统计,是加拿大最大的大学。魁北克大
  • 爱意情意、爱意、爱慕或喜爱之情是一种性情(英语:disposition)、精神或身体上较罕见的状态,常常会和情爱的感觉拉上关系。这种情感衍生出数个关于情绪、疾病、影响力和状态的哲学和
  • 美国总统列表根据美国宪法,美国总统为美利坚合众国的国家元首及政府首脑。作为美国行政分支和美国联邦政府之首,总统为该国影响力和地位最高的公职。美国总统同时还是合众国武装力量总司令
  • 詹姆斯·穆勒詹姆斯·穆勒(英文:James Mill,1773年4月6日-1836年6月23日),也译作詹姆斯·密尔,是一位苏格兰历史学家、经济学家、政治理论家、哲学家。他与大卫·李嘉图一同是古典经济学的创始
  • 豪尔赫·乌维科豪尔赫·乌维科(西班牙语:Jorge Ubico Castañeda,1878年11月10日-1946年6月14日)是危地马拉的独裁者,又被称为五号将军、中美拿破仑。他是危地马拉的将军,在1931年在等额选举中当
  • 蛯原友里蛯原友里(日语:蛯原 友里,1979年10月3日-,是出身于日本宫崎县宫崎市的模特儿、女演员,以担任小学馆出版的女性杂志《AneCan(日语:AneCan)》之专属模特儿而知名。蛯原友里在家中是孪生
  • 辻希美辻希美(1987年6月17日-),日本偶像女歌手、演员,血型O型,出生于东京都。辻希美是知名女子音乐组合早安少女组的前成员之一,已于2004年从该团体里“毕业”,与另一名同时毕业的早安少女
  • 美丽新影城美丽新影城(英语:Miranew Cinemas)为台湾的电影院连锁系统之一,但目前主要分布于北台湾地区。美丽新影城包含台茂影城、大直皇家影城与淡海影城三处处营运据点,原加盟美丽华影城