Language agnostic 对「；循环不变量；，这些在行业中经常使用吗？

我回想起我大学一年级（五年前）的时候，我参加了一次计算机科学入门级的考试。有一个关于循环不变量的问题，我想知道在这种情况下循环不变量是否真的是必要的，或者这个问题只是一个糟糕的例子。。。问题是为阶乘函数编写一个迭代定义，然后证明该函数是正确的

我为阶乘函数提供的代码如下：

public static int factorial(int x)
{
     if ( x < 0 ){
         throw new IllegalArgumentException("Parameter must be >= 0");
     }else if ( x == 0 ){
         return 1;
     }else{
         int result = 1;
         for ( int i = 1; i <= x; i++ ){
             result*=i;
         }
         return result;
     }
}

公共静态整数阶乘（intx）
{
if（x<0）{
抛出新的IllegalArgumentException（“参数必须大于等于0”）；
}else如果（x==0）{
返回1；
}否则{
int结果=1；
例如（int i=1；i近年来，以各种名称命名的“测试驱动开发”一直是大多数人最费心对代码进行推理的方式。这相当于非常仔细和可重复的实验，而不是逻辑推理。科学与数学

在像Eiffel这样的语言中使用了一些前置条件、后置条件和循环/类不变量，而.NET4.0中即将提供的“契约”支持可能有助于进一步普及这些思想

就我个人而言，最近我很少使用断言；当我在一个结构中循环时，我通常不再将其作为循环来编写。我将其作为一个查询来编写，例如C#中的Linq或其他类似语言（如JS）中的类似内容。因此，不太需要进行错误的状态操纵（通常没有任何错误）。任何关于结果的断言都是多余的，因为它只会重申查询中的条件：在查询方法中，您描述您想要的结果

这并不是说我从不使用断言；但我倾向于将它们与单元测试结合使用，并且只用于执行集合的某些复杂“就地”变异的非常复杂的算法；在这种情况下，没有“内置”的方式来请求我想要的结果；我必须强制编写算法（可能是因为复制整个数据结构的成本太高了），所以我用断言来覆盖它，以帮助我的单元测试标记出内部问题。
当你在解决困难的问题和编写代码时，你应该（应该）每天都要经历证明你编写的每一个例程的正确性的过程。测试驱动开发是这个想法的形式化，但它的核心是：你需要至少向自己，最好是向其他人（代码审查！）证明你编写的代码将以适当的方式处理所有可能的输入和路径

我们是否会因为代码不变量而争吵？不。我们是否会在你报到之前给论文打分？有点。如果团队对你的代码或你的“证明”不满意，你就回到你的盒子里去修复它，直到它通过审查。
教授想让我用循环不变量来证明这个循环；
你的教授想确保你理解循环不变量，而不仅仅是证明一个非常简单的函数

在这种情况下，真的需要循环不变量作为正确性的证明吗？
从技术上讲，不需要。根据这个推理，您也不需要编写阶乘函数：只需使用库函数！但这不是练习的重点

在循环不变量（以及适当的初始化和终止条件）成为证明正确性的必要条件之前，循环必须有多复杂？
我认识一些聪明的人，他们可能可以证明几乎没有不变量的任何东西，还有一些人甚至需要在上面这样的小事上使用它们。这就像问“在你需要手推车移动石头之前，石头必须有多重？”

此外，我想知道……这种正式证明在行业中使用的频率有多高？
明确写出来？可能很少，除非你在。但我在写任何循环时都会考虑它们，但最简单的循环除外

这有点像我不画句子的图表，但这并不意味着我从不考虑语法，尤其是当我写一些非常重要的文本时。我可以告诉你我的代词的先行词是什么，即使我从来没有把这个事实写在纸上

在多大程度上是正式的证据
需要正确性吗

当然，这要视情况而定，但我认为程序员知道如何编写不容易出错的代码是很重要的，因为通过构造代码往往是正确的

一个例子是“向前看”的概念，例如在解析中，输入的下一个标记不是“读取”，然后是“查看”，如果不是想要的，则可能是“放回”，而是“查看”，然后可能是“接受”例如，当编写循环遍历数据库记录并提取小计时，透视图中的这种简单更改可以生成更简单、更可靠的代码

另一个例子是，我多年前偶然发现的一种技术。它似乎允许以增量方式重新执行任何算法，以便以增量方式更新其结果。我在内容可以动态更改的用户界面中广泛使用它。很长一段时间以来，我觉得它在所有情况下都有效，但直到最后我才确定在那之后，我知道如果我坚持一些简单的约束，我可以依靠它来工作，不管代码有多依赖它

同时，我们可能对某些算法的正确性有极大的信心，但是发现它很难被证明，因为我们的证明技术是很差的。考虑低级冒泡排序。它显然是有效的，但是试图通过将规则应用到源代码来证明它是正确的。我已经做到了，但这并不容易。我没有尝试过更多的ADVA。新的排序算法。
作为旁白：循环不变表达式被大多数人从循环中删除