?Исследование кода калькуляторов продолжается! В этом обзоре будет рассмотрен проект SpeedCrunch — второй по популярности среди бесплатных калькуляторов.

Введение

SpeedCrunch — это высокоточный научный калькулятор с быстрым пользовательским интерфейсом, управляемый с клавиатуры. Это бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом, доступное на Windows, Linux и macOS.

Исходный код размещён на BitBucket. Мне не очень понравилась документация по сборке, которую, на мой взгляд, стоило бы написать подробнее. В требованиях указан «Qt 5.2 or later», хотя понадобилось несколько конкретных пакетов, о которых было непросто узнать из лога CMake. Кстати, сейчас хорошей практикой считается прикладывать Dockerfile к проекту для быстрой настройки нужного окружения разработчика.

Для сравнения с другими калькуляторами привожу вывод утилиты Cloc:

Обзоры ошибок в других проектах:

• Подсчитаем баги в калькуляторе Windows
• По следам калькуляторов: Qalculate!

В качестве инструмента статического анализа использовался PVS-Studio. Это комплекс решений для контроля качества кода, поиска ошибок и потенциальных уязвимостей. В поддерживаемые языки входят: C, C++, C# и Java. Запуск анализатора возможен на Windows, Linux и macOS.

Странная логика в цикле

V560 A part of conditional expression is always true: !ruleFound. evaluator.cpp 1410

void Evaluator::compile(const Tokens& tokens)
{
  ....
  while (!syntaxStack.hasError()) {
    bool ruleFound = false;                                     // <=

    // Rule for function last argument: id (arg) -> arg.
    if (!ruleFound && syntaxStack.itemCount() >= 4) {           // <=
        Token par2 = syntaxStack.top();
        Token arg = syntaxStack.top(1);
        Token par1 = syntaxStack.top(2);
        Token id = syntaxStack.top(3);
        if (par2.asOperator() == Token::AssociationEnd
            && arg.isOperand()
            && par1.asOperator() == Token::AssociationStart
            && id.isIdentifier())
        {
            ruleFound = true;                                   // <=
            syntaxStack.reduce(4, MAX_PRECEDENCE);
            m_codes.append(Opcode(Opcode::Function, argCount));
#ifdef EVALUATOR_DEBUG
                dbg << "\tRule for function last argument "
                    << argCount << " \n";
#endif
            argCount = argStack.empty() ? 0 : argStack.pop();
        }
    }
    ....
  }
  ....
}

Обратите внимание на переменную ruleFound. На каждой итерации ей выставляется значение false. Но если посмотреть тело всего цикла, то при определённых условиях этой переменной выставляется значение true, но оно не будет учитываться на новой итерации цикла. Скорее всего, переменную ruleFound необходимо было объявить перед циклом.

Подозрительные сравнения

V560 A part of conditional expression is always true: m_scrollDirection != 0. resultdisplay.cpp 242

void ResultDisplay::fullContentScrollEvent()
{
  QScrollBar* bar = verticalScrollBar();
  int value = bar->value();
  bool shouldStop = (m_scrollDirection == -1 && value <= 0) ||
                    (m_scrollDirection == 1 && value >= bar->maximum());

  if (shouldStop && m_scrollDirection != 0) {     // <=
      stopActiveScrollingAnimation();
      return;
  }

  scrollLines(m_scrollDirection * 10);
}

Если переменная shouldStop будет иметь значение true, то переменная m_scrollDirection будет иметь одно из двух значений: -1 или 1. Следовательно, в следующем условном операторе значение переменной m_scrollDirection точно будет не равно нулю, о чём и предупреждает анализатор.

V668 There is no sense in testing the 'item' pointer against null, as the memory was allocated using the 'new' operator. The exception will be generated in the case of memory allocation error. editor.cpp 998

void EditorCompletion::showCompletion(const QStringList& choices)
{
  ....
  for (int i = 0; i < choices.count(); ++i) {
    QStringList pair = choices.at(i).split(':');
    QTreeWidgetItem* item = new QTreeWidgetItem(m_popup, pair);

    if (item && m_editor->layoutDirection() == Qt::RightToLeft)
        item->setTextAlignment(0, Qt::AlignRight);
    ....
  }
  ....
}

Память для объекта типа QTreeWidgetItem выделяется с помощью оператора new. Это означает, что в случае невозможности выделения динамической памяти, будет выброшено исключение std::bad_alloc(). Поэтому проверка указателя item является лишней и её можно удалить.

Потенциальный NULL Dereference

V595 The 'ioparams' pointer was utilized before it was verified against nullptr. Check lines: 969, 983. floatio.c 969

int cattokens(....)
{
  ....
  if (printexp)
  {
    if (expbase < 2)
      expbase = ioparams->expbase;  // <=
    ....
  }
  dot = '.';
  expbegin = "(";
  expend = ")";
  if (ioparams != NULL)            // <=
  {
    dot = ioparams->dot;
    expbegin = ioparams->expbegin;
    expend = ioparams->expend;
  }
  ....
}

Указатель ioparams разыменовывается до того, как проверяется на валидность. Скорее всего, в код закралась потенциальная ошибка. Так как разыменование находится под несколькими условиями, то проблема может проявлять себя редко, но метко.

Деление на ноль

V609 Divide by zero. Denominator range [0..4]. floatconvert.c 266

static int
lgbase( signed char base)
{
  switch(base)
  {
    case 2:
      return 1;
    case 8:
      return 3;
    case 16:
      return 4;
  }
  return 0;                                       // <=
}

static void
_setlongintdesc(
  p_ext_seq_desc n,
  t_longint* l,
  signed char base)
{
  int lg;

  n->seq.base = base;
  lg = lgbase(base);                              // <=
  n->seq.digits = (_bitlength(l) + lg - 1) / lg;  // <=
  n->seq.leadingSignDigits = 0;
  n->seq.trailing0 = _lastnonzerobit(l) / lg;     // <=
  n->seq.param = l;
  n->getdigit = _getlongintdigit;
}

Функция lgbase допускает возврат нулевого значения, на которое потом выполняется деление. Потенциально, в функцию могут передать что-нибудь кроме значений 2, 8 и 16.

Неопределённое поведение

V610 Undefined behavior. Check the shift operator '<<'. The left operand '(~0)' is negative. floatlogic.c 64

static char
_signextend(
  t_longint* longint)
{
  unsigned mask;
  signed char sign;

  sign = _signof(longint);
  mask = (~0) << SIGNBIT;  // <=
  if (sign < 0)
    longint->value[MAXIDX] |= mask;
  else
    longint->value[MAXIDX] &= ~mask;
  return sign;
}

Результат инверсии нуля помещается в знаковый тип int, поэтому результатом будет отрицательное число, для которого потом выполняется сдвиг. Сдвиг отрицательного числа влево является неопределённым поведением.

Весь список опасных мест:

• V610 Undefined behavior. Check the shift operator '<<'. The left operand '(- 1)' is negative. floatnum.c 289
• V610 Undefined behavior. Check the shift operator '<<'. The left operand '(- 1)' is negative. floatnum.c 325
• V610 Undefined behavior. Check the shift operator '<<'. The left operand '(- 1)' is negative. floatnum.c 344
• V610 Undefined behavior. Check the shift operator '<<'. The left operand '(- 1)' is negative. floatnum.c 351

Незакрытые HTML-теги

V735 Possibly an incorrect HTML. The "</body>" closing tag was encountered, while the "</div>" tag was expected. book.cpp 127

static QString makeAlgebraLogBaseConversionPage() {
  return
    BEGIN
    INDEX_LINK
    TITLE(Book::tr("Logarithmic Base Conversion"))
    FORMULA(y = log(x) / log(a), log<sub>a</sub>x = log(x) / log(a))
    END;
}

Как это часто бывает с C/C++ кодом — из исходника ничего не понятно, поэтому обратимся к препроцессированному коду для этого фрагмента:

Анализатор обнаружил незакрытый тег div. В этом файле много фрагментов html-кода и теперь его следует дополнительно проверить разработчикам.

Вот ещё подозрительные места, которые удалось найти с помощью PVS-Studio:

• V735 Possibly an incorrect HTML. The "</td>" closing tag was encountered, while the "</sub>" tag was expected. book.cpp 344
• V735 Possibly an incorrect HTML. The "</td>" closing tag was encountered, while the "</sub>" tag was expected. book.cpp 347

Оператор присваивания

V794 The assignment operator should be protected from the case of 'this == &other'. quantity.cpp 373

Quantity& Quantity::operator=(const Quantity& other)
{
  m_numericValue = other.m_numericValue;
  m_dimension = other.m_dimension;
  m_format = other.m_format;
  stripUnits();
  if(other.hasUnit()) {
    m_unit = new CNumber(*other.m_unit);
    m_unitName = other.m_unitName;
  }
  cleanDimension();
  return *this;
}

Рекомендуется рассмотреть ситуацию, когда объект присваивается сам себе, сравнив указатели.

Другими словами, в начало тела функции стоит добавить следующие две строчки кода:

if (this == &other)
  return *this;

Напоминание

V601 The 'false' value is implicitly cast to the integer type. cmath.cpp 318

/**
 * Returns -1, 0, 1 if n1 is less than, equal to, or more than n2.
 * Only valid for real numbers, since complex ones are not an ordered field.
 */
int CNumber::compare(const CNumber& other) const
{
  if (isReal() && other.isReal())
    return real.compare(other.real);
  else
    return false; // FIXME: Return something better.
}

Иногда в комментариях к нашим статьям предполагают, что некоторые предупреждения выданы на недописанный код. Да, такое бывает, но когда это действительно так, об этом прямо написано.

Заключение

Уже доступны обзоры трёх калькуляторов: Windows Calculator, Qalculate! и SpeedCrunch. Мы готовы продолжить исследовать код популярных калькуляторов. Вы можете предлагать проекты для проверки, так как рейтинги программного обеспечения не всегда отражают реальную картину.

Проверь свой «Калькулятор», скачав PVS-Studio и попробовав на своём проекте :-)

Если хотите поделиться этой статьей с англоязычной аудиторией, то прошу использовать ссылку на перевод: Svyatoslav Razmyslov. Following in the Footsteps of Calculators: SpeedCrunch