歡迎來到測試的世界！
你有沒有試過玩遊戲玩到快要贏的時候，遊戲卻突然崩潰？或是用應用程式時遇到奇怪的錯誤訊息？這些情況都是因為程式沒有經過妥善測試。在這一章，我們將學習程式設計師如何找出並修復這些「臭蟲（Bugs）」，以建立穩健的程式（Robust programs）——也就是那些強大、可靠且不容易當機的程式！
如果這些內容看起來很多，別擔心。我們會把它拆解成容易消化的小部分，並結合許多日常生活中的例子。
1. 為什麼要測試？
測試的主要目的很簡單：確保程式能完全按照預期運作！具體來說，測試能幫助我們：
• 找出並修復程式碼中的錯誤（Errors / Bugs）。
• 確保程式符合需求（Requirements）（即完成使用者要求的功能）。
• 檢查程式是否能在遇到非預期的輸入（Unexpected inputs）時，不會崩潰。
快速複習：測試不是為了證明程式完美無缺；而是要在使用者看到程式之前，盡可能找出所有的錯誤！
2. 測試的類型
程式設計師主要有兩種測試工作的方式，就像廚師製作一道新湯品一樣。
迭代測試（Iterative Testing）
迭代測試發生在開發過程中。程式設計師編寫一小段程式碼（模組），進行測試，修復任何錯誤，然後再進入下一部分。
比喻：廚師在煮湯的過程中不斷試味，並隨時加入適量的鹽或水。
最終 / 終端測試（Final / Terminal Testing）
最終測試（也稱為終端測試）發生在開發過程的最後階段，即所有程式零件都整合完成後。這會檢查整個系統作為一個整體是否能正常運作。
比喻：將煮好的湯盛給客人，等待最終評價。
重點總結：迭代 = 開發期間。最終 = 開發完成後。
3. 識別錯誤
在電腦科學中，並非所有的錯誤都是一樣的。你需要了解兩種主要錯誤之間的區別。
語法錯誤（Syntax Errors）
語法錯誤是程式碼中的「文法」錯誤。程式語言有非常嚴格的規則（語法）。如果你把 print() 拼寫成 prnt()，或是漏掉了一個括號，電腦就會看不懂該怎麼做。如果有語法錯誤，程式將完全無法執行。
邏輯錯誤（Logic Errors）
邏輯錯誤是程式「思考」上的錯誤。程式碼寫得完全正確（沒有文法錯誤），所以程式可以執行，但會給出錯誤的結果。
例子：你想計算兩個數字相加 \(2 + 2\)，但不小心輸入了 \(2 - 2\)。電腦雖然正確地執行了數學運算，但給出的答案是 0 而不是 4。這就是邏輯錯誤！
你知道嗎？「Bug」這個詞源於 1940 年代，當時一隻真正的飛蛾飛進電腦硬體裡，導致電腦停止運作！
4. 選擇合適的測試資料
為了正確測試程式，你不能隨便輸入亂碼。你需要一個計畫！想像我們有一個程式，要求使用者輸入學生的考試分數，該分數必須在 0 到 100 之間。
我們會使用四種特定的測試資料類型：
1. 正常資料（Normal Data）
這些是範圍內的資料，程式應該要接受。
例子：45, 82, 或 10。
2. 邊界資料（Boundary Data）
這些是位於允許範圍最邊緣的資料。這些地方最容易隱藏邏輯錯誤！
例子：0 和 100。（我們也應該測試 -1 和 101，看看程式是否拒絕它們）。
3. 無效資料（Invalid Data）
這是類型正確（數字）但超出範圍的資料。
例子：-50 或 150。程式應該拒絕這些輸入。
4. 錯誤資料（Erroneous Data）
這是完全錯誤類型的資料。電腦預期是數字，但你卻給了其他東西。
例子：輸入「八十」而不是 80，或是輸入「香蕉」。程式應該要能處理這種情況而不崩潰。
記憶口訣 - 「NIBE」技巧：
Normal (正常)
Invalid (無效)
Boundary (邊界)
Erroneous (錯誤)
5. 測試計畫與修訂
測試計畫（Test plan）是一份文件（通常是表格），讓程式設計師在開始測試前列出所有要檢查的項目。它通常包含：
• 測試編號：方便追蹤紀錄。
• 描述：我們正在測試什麼？
• 測試資料：我們輸入了什麼數值？
• 預期結果：原本「應該」發生什麼？
• 實際結果：「實際」發生了什麼？
• 通過/失敗：它成功了嗎？
修訂演算法（Refining Algorithms）
當你測試完程式並發現錯誤後，必須進行修訂（Refining）。這意味著修正錯誤並改進程式碼，使其更加穩健。如果你的測試計畫顯示「失敗」，你就回到程式碼、修正邏輯，然後再次測試！
常見錯誤：學生經常會混淆無效（Invalid）和錯誤（Erroneous）資料。請記住：無效資料是類型正確但「數值不對」（例如年齡輸入 -5）。錯誤資料則是完全錯誤的資料類型（例如年齡輸入「你好」）。
總結：快速複習
1. 測試目的：找出臭蟲並確保符合需求。
2. 迭代測試：邊寫邊測。最終測試：最後階段測試。
3. 語法錯誤：程式無法執行（文法錯誤）。邏輯錯誤：程式可執行但答案錯誤。
4. 測試資料：正常 (標準)、邊界 (邊緣)、無效 (數值錯誤)、錯誤 (類型錯誤)。
5. 測試計畫：用來紀錄與檢查結果的表格，以利修訂程式。