Detecting logical errors in Haskell

Abstract

Compreender e utilizar o paradigma funcional é um desafio para diversos programadores. Procurar por erros lógicos em um código pode tomar muito tempo de um desenvolvedor quando o programa aumenta de tamanho. Para facilitar ambos processos, projetamos e implementamos uma ferramenta chamada HaskellFL, que a partir de um código contendo um erro lógico em Haskell e alguns casos de teste, utiliza técnicas de localização de erro para calcular uma pontuação estatística para cada expressão executada durante a chamada de uma função. Esta pontuação representa o grau de probabilidade de cada expressão estar provocando o comportamento inesperado do programa. O subconjunto de Haskell utilizado neste projeto é suficientemente expressivo para quem está estudando Programação Funcional conseguir auxílio imediato na depuração do seu código, e assim sanar dúvidas a respeito de conceitos-chave associados ao paradigma funcional. Adicionalmente, este subconjunto pode ser facilmente estendido para englobar toda a gramática de Haskell 2010. Avaliamos a eficácia de duas técnicas de localização de falhas na literatura, Tarantula e Ochiai, no contexto de programas Haskell. Nossos resultados mostraram que o método Ochiai foi mais efetivo que o método Tarantula. Nós testamos HaskellFL com trabalhos dos estudantes de Programação Funcional de uma turma da Universidade Federal de Minas Gerais, em conjunto com exercícios da trilha de Haskell do site Exercism, que foram resolvidos e estão disponíveis publicamente no GitHub. Além disso, utilizamos a métrica EXAM para avaliar a eficácia da nossa ferra- menta, e nossos resultados mostraram que HaskellFL ajudou a diminuir o esforço de um programador ao procurar por um erro em um código Haskell em todos os cenários testados.