該如何學好 “寫程式” #5. 善用 TRACE / ASSERT

問題與答案 (FAQ)

Q&A 類別 A: 概念理解類

A-Q1: 什麼是 TRACE？

• A簡: 除錯訊息的專用通道，與一般輸出分離，可集中記錄並可一鍵關閉以利除錯。
• A詳: TRACE是為除錯而設計的訊息輸出機制，源於C系統的巨集，目的在用不同於一般輸出的方法，把診斷資訊送到適合的地方（例如IDE的輸出視窗、檔案、事件檢視器）。好處是能統一開關、集中觀察、不干擾正常輸出，讓開發與測試更有效率。在實務上應分類管理輸出層級與來源，避免雜訊，並於發佈版視需求關閉或降噪。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q10, B-Q3, C-Q4

A-Q2: 什麼是 ASSERT？

• A簡: 條件為假時中斷或警示的保護檢查，用於揭露程式邏輯錯誤與假設失效。
• A詳: ASSERT（斷言）接收一個布林條件，為真則無事發生，為假則在除錯環境下中斷或發出顯著警告。其核心用途是把「應該永遠成立的假設」明確化，包含前置條件、後置條件與不變條件，讓潛在BUG主動浮出。它不應取代執行期錯誤處理（如使用者輸入錯誤），而是鎖定開發者的程式錯誤。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q5, A-Q6, B-Q2, C-Q1

A-Q3: 為什麼需要同時維護 DEBUG/RELEASE 兩個版本？

• A簡: 讓DEBUG版打開TRACE/ASSERT抓錯，RELEASE版關閉雜訊，避免干擾使用者。
• A詳: 兩版策略可兼顧偵錯與使用者體驗。DEBUG版保留大量TRACE、啟用ASSERT、甚至加入驗算機制，使錯誤自動現形；RELEASE版則關閉或降低TRACE、移除或抑制ASSERT，避免程式意外中止與訊息外洩，同時保留必要的錯誤處理與穩定性。藉由條件編譯與建置設定，同一份程式碼可產生兩個適用於不同情境的發行物。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q1, B-Q4, C-Q3, D-Q1

A-Q4: 使用 TRACE/ASSERT 的核心價值是什麼？

• A簡: 讓錯誤自動跑出來、縮短定位時間、提升可診斷性與程式可靠度。
• A詳: 核心價值在於「主動揭露」與「快速診斷」。TRACE提供背景脈絡（參數、流程、狀態），ASSERT把不應發生之事定義清楚，失敗即刻警示，中斷在最接近錯誤源的地方。兩者合用，等於在程式布下眼線，縮短從症狀到根因的距離，強化穩定性與信心，同時不干擾RELEASE下的正常使用體驗。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q17, B-Q8, C-Q6

A-Q5: ASSERT 與執行期錯誤處理有何差異？

• A簡: ASSERT抓程式BUG；錯誤處理面向使用者輸入與外部狀況，須友善回應。
• A詳: ASSERT針對「永不該發生」的內部假設失效，失敗時應讓開發者介入（中斷、記錄）。執行期錯誤處理面向可預期的外部錯誤（如輸入無效、資源缺失），需回傳可理解訊息與補救流程。兩者不可混用：用ASSERT處理使用者錯誤會傷害體驗；忽略ASSERT則讓程式 BUG 潛伏更久。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q10, D-Q7, A-Q2

A-Q6: 什麼是前置、後置與不變條件（設計合約）？

• A簡: 入口必備條件、出口保證與過程不變的狀態約束，常以ASSERT落地。
• A詳: 前置條件（Precondition）界定呼叫前必須成立的條件（如參數非空、範圍正確）；後置條件（Postcondition）保證函式完成後的結果特性（如回傳值範圍）；不變條件（Invariant）描述執行過程需維持的狀態一致性。以ASSERT將這些契約明文化，讓違反時立即顯示出根因。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q5, C-Q1, C-Q2

A-Q7: 在哪裡最應該加上 ASSERT？

• A簡: 函式入口參數、重要中繼狀態、迴圈不變量、回傳值範圍等關鍵點。
• A詳: 典型斷言點包含：入口檢查（非空、尺寸一致）、流程關鍵轉換後的狀態一致性、迴圈不變條件與邊界、演算法臨界值、資源取得釋放平衡，以及回傳值範圍。這些位置最能在錯誤初現時攔截，避免錯誤蔓延成難追的異常行為。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q6, B-Q5, C-Q2

A-Q8: TRACE 與一般應用層日誌有何差異？

• A簡: TRACE偏診斷與開發可觀測性；應用日誌偏營運稽核與商務事件。
• A詳: TRACE多用於開發與測試階段的除錯資訊，粒度細、包含內部細節，通常可由編譯或設定快速開關；應用層日誌對營運者有價值，記錄使用者行為、交易、錯誤摘要，保留期長、合規需求高。兩者應分層管理，避免敏感內部資訊洩漏至正式環境。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q3, B-Q19, C-Q4

A-Q9: Debug.Assert 與 Trace.Assert 的差異是什麼（.NET）？

• A簡: Debug受DEBUG符號控制，常於除錯；Trace受TRACE符號控制，輸出可設定。
• A詳: 在.NET中，Debug.方法標記為Conditional(“DEBUG”)，預設只在Debug建置生效；Trace.受Conditional(“TRACE”)控制，依建置設定而定（常於Debug與Release皆可開啟）。實務上用Debug.Assert避免進正式版，用Trace配合TraceListener在不同環境彈性輸出；最終以建置設定決定保留與否。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q1, B-Q3, C-Q3

A-Q10: 為什麼 TRACE 輸出要與一般輸出分離？

• A簡: 降低干擾、便於集中蒐集與關閉，避免影響使用者與效能。
• A詳: 將診斷訊息從標準輸出或UI分離，可維持介面乾淨、避免誤導使用者，並能依環境切換輸出管道（IDE視窗、檔案、事件紀錄）。此外，集中開關與等級管理讓你能在需要時擴充細節，在正式運行時降噪與控管開銷。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q1, B-Q3, C-Q4

A-Q11: 使用 ASSERT 會拖慢開發嗎？

• A簡: 短期多些檢查，長期大幅縮短找錯時間，反而加速整體開發。
• A詳: 斷言像「煞車」，不是讓車變慢，而是讓你敢開更快。雖然撰寫與維護斷言需投入心力，但它能在錯誤最靠近源頭時攔截，省下大量追蹤時間，降低迭代風險。配合單元測試與TRACE，整體開發速度與品質都會提升。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q15, B-Q8, C-Q6

A-Q12: 為何 ASSERT 不該用來處理使用者輸入錯誤？

• A簡: 使用者錯誤屬可預期狀況，應回應友善訊息與補救，不該中止程式。
• A詳: 斷言針對程式設計的假設失效（BUG），使用者輸入錯誤則屬業務流程的一部分，應以驗證規則、例外處理與錯誤訊息引導修正。混用會導致正式環境跳出警示或中止，傷害體驗並可能造成資料遺失。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q5, D-Q1, D-Q7

A-Q13: ASSERT 可能造成哪些風險？

• A簡: 若未關閉即發佈，可能中止應用、暴露內部資訊、影響使用者。
• A詳: 風險包含：正式環境觸發造成應用中止或彈窗、輸出內部狀態與堆疊而外洩敏感資訊、降低可用性。應透過建置設定、環境開關與合適的TraceListener管理，確保正式版行為可控且不打擾使用者。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: C-Q3, D-Q1, B-Q4

A-Q14: 什麼是「驗算」策略（安全版與最佳化版比對）？

• A簡: 以穩健慢速實作與高速最佳化各算一次，差異即抓出潛在BUG。
• A詳: 先寫一個邏輯單純、易正確的安全版，再寫一個效能最佳化版，於DEBUG階段讓兩者在相同輸入下運算並比對結果。若不一致即觸發ASSERT。此法成本較高，但能在關鍵演算法上顯著提升信心，特別適合「絕不中錯」場域。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q7, C-Q5, D-Q8

A-Q15: ASSERT 與單元測試的關係？

• A簡: 均為讓錯誤早現形；ASSERT偏運行期檢查，單元測試系統化驗證。
• A詳: ASSERT把契約內嵌於程式，在運行時監看「不應發生之事」；單元測試則將需求情境化為可重複的測試案例，主動驗證輸入輸出。兩者互補：斷言提高程式內在可觀測性；測試提供外在覆蓋度與回歸保障。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q8, C-Q7, A-Q11

A-Q16: TRACE/ASSERT 如何協助處理難以重現的BUG？

• A簡: TRACE保留現場脈絡，ASSERT鎖定假設失效點，縮短定位時間。
• A詳: 難重現BUG的關鍵在缺乏脈絡。啟用適當TRACE層級可捕捉當時關鍵參數、路徑與狀態，而ASSERT一旦觸發，能把程式停在最接近問題源的點。再配合使用者重現步驟，快速聚焦與修復。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: D-Q9, B-Q9, C-Q8

A-Q17: 何謂「讓錯誤自動跑出來」的設計思維？

• A簡: 以斷言與追蹤布建觀測點，違規即報，避免錯誤靜默擴散。
• A詳: 不等待錯誤浮上表面，而是在關鍵假設處加斷言，在流程關鍵點加追蹤，讓任何不一致立即被看見。此思維將遠因就地捕捉，減少日後因症狀多樣化而難以追查的修復成本。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q4, B-Q5, C-Q2

A-Q18: 在算分範例中，ASSERT 的角色是什麼？

• A簡: 驗證參數非空與子節點數量一致，回傳分數落於合法範圍。
• A詳: 範例於函式入口確認兩個XmlElement皆非空且子節點數一致；過程中維持狀態一致性；結尾以後置條件限制總分介於0與滿分之間。若有違反即觸發，指出錯誤最可能的源頭，避免錯誤靜默傳遞。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: C-Q2, B-Q6, D-Q8

A-Q19: 何時應關閉或調降 TRACE/ASSERT？

• A簡: 正式發佈與使用者環境；例外為受控除錯或必要監控時。
• A詳: 一般在發佈版關閉ASSERT並調降TRACE等級，以免中止程式或洩漏內部資訊。必要時可保留關鍵運維追蹤（錯誤級），並在受控情境（特製版、旗標開關）開啟更高粒度以協助重現與診斷。建置與設定管理是關鍵。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q13, C-Q3, D-Q9

A-Q20: 如何撰寫有價值的 ASSERT 訊息？

• A簡: 說明預期與實際、關鍵參數與上下文，便於現場即判斷。
• A詳: 斷言訊息應包含：條件語意（預期與實際值）、關聯鍵值或索引、輸入摘要、當前狀態或步驟。避免空泛訊息。讓任何看到訊息的人（包含未寫該程式者）能迅速縮小範圍並重現問題。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: C-Q6, B-Q16, D-Q8

Q&A 類別 B: 技術原理類

B-Q1: .NET 中 Debug/Trace 如何透過條件編譯運作？

• A簡: 以Conditional屬性綁定DEBUG/TRACE符號，決定呼叫是否被編譯進去。
• A詳: System.Diagnostics.Debug與Trace的方法以[Conditional(“DEBUG”)]與[Conditional(“TRACE”)]修飾。當對應符號未定義時，呼叫會在編譯期被移除（不產生IL）。專案建置設定可控制符號，達到同碼兩版的目的。核心組件：條件屬性、建置設定、呼叫端。流程：設定符號→編譯→有無內嵌呼叫。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q9, C-Q3, D-Q3

B-Q2: ASSERT 失敗時背後機制是什麼？

• A簡: 評估條件為假即通知Listener，可能觸發中斷、寫入輸出或顯示對話框。
• A詳: 斷言評估布林條件，為假時呼叫底層通知機制：在IDE中常觸發中斷；於存在DefaultTraceListener時可能顯示對話框；亦可寫入輸出與檔案。核心組件：斷言API、TraceListener、偵錯器。流程：評估→通知→Listener決定行為→開發者介入修正。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q2, B-Q3, D-Q2

B-Q3: Trace 的輸出管線與 TraceListener 機制如何運作？

• A簡: 多個Listener接收訊息並輸出至不同媒介，可依層級與來源過濾。
• A詳: Trace 透過可插拔的Listener（如Default、TextWriter、EventLog、Console）接收訊息並輸出。可設定開關、層級與來源過濾。關鍵步驟：註冊Listener→設定層級→執行Trace→Listener寫出。核心組件：TraceSource、Switch、Listener。可於組態或程式動態配置。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q1, C-Q4, D-Q3

B-Q4: 同碼兩版（DEBUG/RELEASE）建置流程如何設計？

• A簡: 以建置組態、前處理符號與設定檔，產生除錯與發佈兩種變體。
• A詳: 設計步驟：建立Debug/Release組態→在Debug開啟DEBUG/TRACE與驗算→於Release關閉ASSERT或調降TRACE→使用設定檔控制Listener→CI/CD分發相對應產物。核心組件：建置組態、符號、組態檔、CI腳本。確保正式包不含斷言介面副作用。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q3, C-Q3, D-Q1

B-Q5: 函式入口、出口與中間檢查的設計原理？

• A簡: 前置保證輸入正確，中繼維持不變量，出口保證結果符合契約。
• A詳: 契約導向原理：入口用ASSERT確保參數非空、關聯結構一致；中途在狀態轉換後檢查不變量與邊界；出口用ASSERT檢查結果範圍與關聯性。流程：定義契約→標記斷言點→執行並監控→失敗即修正。核心組件：斷言、資料模型、邏輯邊界。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q6, C-Q1, C-Q2

B-Q6: 算分範例的執行流程與斷言點是什麼？

• A簡: 檢查參數與子節點一致→計分→回傳前檢查範圍，任何違反即警示。
• A詳: 流程：入口檢查XmlElement非空與item數一致→處理作答為空的捷徑→讀取配分→以迴圈比對正確與作答→累積分數→出口ASSERT檢查分數在0與滿分之間。核心組件：XPath節點、迴圈、累積器、入口/出口斷言。關鍵步驟將錯誤就地攔截。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q18, C-Q2, D-Q8

B-Q7: 驗算機制在技術上如何實作？

• A簡: 以兩套實作計算同輸入，DEBUG版比對差異並以ASSERT報告。
• A詳: 核心步驟：撰寫安全版（清晰正確）與最佳化版（高效）→於DEBUG建置在關鍵路徑同時呼叫→比對結果→不一致時ASSERT。核心組件：策略介面、雙實作、條件編譯或旗標、比對器。可將驗算包成輔助方法，以便覆用與集中開關。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q14, C-Q5, D-Q8

B-Q8: 黑箱測試如何藉由 ASSERT 捕捉白箱錯誤？

• A簡: 測試僅餵輸入，內部ASSERT在異常狀態即報，無需知內部細節。
• A詳: 黑箱測試不觀察內部，但若程式內布滿斷言，當不變量或契約被破壞時會立即失敗，等同白箱觀測點。流程：測試輸入→運行→斷言監控→失敗回報。核心組件：測試案例、斷言、追蹤訊息。能以最小測試成本捕獲深層邏輯錯誤。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q11, A-Q15, C-Q7

B-Q9: 使用 TRACE 收集故障現場資訊的流程？

• A簡: 事前佈建追蹤→設定層級→重現→收集與關聯→分析修復。
• A詳: 具體：在關鍵路徑加入Trace（含關鍵參數、路徑、識別ID）→於環境設定Trace等級與Listener→請使用者重現→收集輸出檔並關聯請求→分析堆疊與狀態→修復並擴充測試。核心組件：TraceSource、Listener、關聯ID、收斂流程。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q16, C-Q8, D-Q9

B-Q10: ASSERT 與例外處理的搭配原理？

• A簡: 例外面向外部錯誤回應；ASSERT面向內部假設偵錯，兩者互補。
• A詳: 遇外部可預期錯誤（I/O、驗證失敗）應擲出例外並攔截處理；內部契約違反則用ASSERT在開發期爆炸。流程：先以ASSERT鎖定不可發生之事；對可發生之錯誤以例外回覆；於Release可降級為記錄與容錯。核心：區分責任邊界。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q5, D-Q7, C-Q1

B-Q11: 如何避免 TRACE 導致效能負擔？

• A簡: 使用等級過濾、延遲格式化、條件編譯與抽樣，減少無謂開銷。
• A詳: 以TraceSwitch控制輸出層級；在應輸出前先判斷層級避免字串拼接；昂貴訊息以Lazy評估；大量路徑採抽樣或節流；正式環境降級為警告/錯誤。核心：等級、開關、延遲計算、輸出管線。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: C-Q9, D-Q5, B-Q3

B-Q12: 多執行緒環境下 TRACE/ASSERT 有何考量？

• A簡: 訊息交錯、排序與關聯性；需加上執行緒ID與活動ID以便追蹤。
• A詳: 並行會造成輸出交錯難讀。建議在Trace中加入ThreadId/TaskId與CorrelationId，必要時使用結構化輸出（JSON）。ASSERT失敗時記錄當前執行緒上下文。核心組件：ID產生、非同步安全Listener、時序排序策略。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: C-Q10, D-Q6, B-Q9

B-Q13: 如何配置 TraceSource 與開關架構？

• A簡: 以命名TraceSource、Switch與Listener組合，依模組分流與控管。
• A詳: 針對每個子系統建立命名TraceSource，綁定SourceSwitch控制層級，註冊多個Listener輸出至不同媒介。可在組態檔調整層級與目的地，達到不改碼即調整的彈性。核心：TraceSource、Switch、Listener、組態。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: C-Q4, B-Q3, D-Q3

B-Q14: 如何把 ASSERT 失敗資訊整合到CI/CD？

• A簡: 自動化測試運行收集輸出，失敗時標記構建失敗並上傳工件。
• A詳: 在CI中執行測試與靜態驗證，啟用Trace輸出到檔案；若ASSERT觸發，讓流程失敗並上傳log與迷你轉儲（如可）。核心：測試執行器、log收集、失敗工件、通知管道。可加閾值與趨勢分析。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: C-Q8, A-Q16, D-Q9

B-Q15: 在 Release 中保留哪些輕量守門機制？

• A簡: 降級為錯誤級追蹤、關鍵輸入驗證與必要容錯，不使用中斷式ASSERT。
• A詳: 正式環境避免斷言中止，但可保留輸入驗證、非法狀態的錯誤級紀錄與安全降級行為。利用配置開關臨時提高追蹤層級，便於緊急診斷。核心：最少可觀測性、非侵入、可開關。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q19, D-Q9, C-Q3

B-Q16: 斷言訊息的可診斷性設計原則？

• A簡: 清楚呈現條件語意、期望/實際、關鍵識別與建議動作。
• A詳: 訊息模板包含：描述性標題、期望值vs實際值、相關鍵（ID/索引）、上下文摘要、可能影響、建議追查步驟或連結。目的在第一時間賦能修復者。核心：可讀性、可行性、上下文。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q20, C-Q6, D-Q8

B-Q17: 如何決定斷言的粒度與頻率？

• A簡: 針對高風險、高複雜、難重現與邊界條件處加強；避免重複低價值檢查。
• A詳: 依風險矩陣與複雜度評估：資料邊界、狀態機轉換、並行臨界區域、演算法臨界值。避免在熱路徑過密儘管Debug可接受。隨著測試覆蓋提升可適度調整。核心：風險驅動、邊際報酬、性能考量。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: B-Q11, A-Q7, D-Q5

B-Q18: ASSERT 與「設計 by 契約」的對應？

• A簡: ASSERT是契約的可執行化實踐，將要求與保證編碼並自動驗證。
• A詳: 設計by契約強調前置、後置、不變條件的明確約定。ASSERT把這些約定可執行化，於運行中自動檢查並失敗即示警。也可輔以註解與文件，形成多層次的契約與驗證體系。核心：契約明文化、運行檢查、自動化。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q6, B-Q5, C-Q1

B-Q19: 追蹤等級（Verbose/Info/Warning/Error）如何運用？

• A簡: 依重要性分流輸出；除錯細節用Verbose，正式多用Warning/Error。
• A詳: Verbose記錄細節、流程與參數；Info記錄關鍵里程碑；Warning記錄異常但可容錯狀態；Error記錄失敗與需介入事件。依環境設定門檻，在Debug放寬，在Release收斂。核心：等級策略、環境門檻、Listener過濾。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q8, B-Q3, C-Q4

B-Q20: 如何把Trace輸出導至IDE、檔案與事件檢視器？

• A簡: 註冊對應Listener，或透過組態指定目的地與層級過濾。
• A詳: 以DefaultTraceListener輸出至IDE；TextWriterTraceListener輸出檔案；EventLogTraceListener寫事件檢視器。可於app.config設定sources、switches與listeners，或程式動態新增。流程：新增Listener→設級別→驗證輸出。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: C-Q4, D-Q3, B-Q13

Q&A 類別 C: 實作應用類（10題）

C-Q1: 如何在C#函式入口加上前置條件ASSERT？

• A簡: 使用Debug/Trace.Assert檢查非空與範圍，違反即中斷或輸出警示。
• A詳:
  • 步驟: 引入System.Diagnostics→在入口檢查參數→加入具體訊息。
  • 程式碼: using System.Diagnostics; void Foo(string id, int count){ Debug.Assert(id != null, “id不可為null”); Debug.Assert(count >= 0 && count <= 100, $”count超界:{count}”); }
  • 注意: 用Debug.Assert避免進正式版；範圍錯誤屬輸入驗證時仍需例外處理。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q6, B-Q10, A-Q9

C-Q2: 如何為算分範例加入入口/出口斷言？

• A簡: 入口驗證XmlElement非空與子節點一致；出口確保分數在0至滿分。
• A詳:
  • 步驟: 入口三斷言→計分→出口兩斷言。
  • 程式碼: int Compute(XmlElement q, XmlElement p){ Debug.Assert(q!=null && p!=null,”題目或作答為null”); var qi=q.SelectNodes(“item”); var pi=p.SelectNodes(“item”); Debug.Assert(qi.Count==pi.Count,$”項數不一致:{qi.Count}!={pi.Count}”); int quizScore=int.Parse(q.GetAttribute(“score”)); int total=…; //計分 Debug.Assert(total>=0 && total<=quizScore,$”分數越界:{total}”); return total; }
  • 注意: 使用具體訊息，Release降級為記錄或移除。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q18, B-Q6, D-Q8

C-Q3: 如何設定VS建置讓Release關閉ASSERT/降噪TRACE？

• A簡: 在組態關閉DEBUG/TRACE符號或調低等級，確保發佈版不彈ASSERT。
• A詳:
  • 步驟: 專案屬性→建置→取消定義DEBUG（與視需求TRACE）→調整app.config之TraceSource層級→CI中驗證。
  • 設定: 與設定lvl=Warning/Error。
  • 注意: 預設Release常仍定義TRACE，視情境關閉或降級；保留必要營運日誌。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q1, B-Q4, A-Q13

C-Q4: 如何自訂TraceListener把TRACE寫入檔案？

• A簡: 新增TextWriterTraceListener並設定AutoFlush與檔案路徑，註冊至Trace。
• A詳:
  • 步驟: 建立檔案串流→加入Listener→設定層級→輸出。
  • 程式碼: var fs=File.CreateText(“diag.log”); var l=new TextWriterTraceListener(fs){TraceOutputOptions=TraceOptions.DateTime}; Trace.Listeners.Add(l); Trace.AutoFlush=true; Trace.WriteLine(“start”);
  • 注意: 檔案鎖定、輪替與大小限制；正式環境注意敏感資訊。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q3, B-Q20, D-Q4

C-Q5: 如何在DEBUG版啟用「驗算」雙算法比對？

• A簡: 用條件編譯同時呼叫安全版與最佳化版，差異即ASSERT失敗。
• A詳:
  • 步驟: 實作 ISolver Safe/Opt→在DEBUG呼叫兩者→Compare→ASSERT。
  • 程式碼: #if DEBUG var a=safe.Solve(x); var b=opt.Solve(x); Debug.Assert(Equals(a,b),$”驗算失敗 a:{a} b:{b}”); return b; #else return opt.Solve(x); #endif
  • 注意: 比對容忍度（浮點）、昂貴路徑避免在Release執行。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q14, B-Q7, D-Q8

C-Q6: 如何撰寫富含脈絡的ASSERT訊息？

• A簡: 內含期望/實際、關鍵索引或ID、輸入摘要與建議動作。
• A詳:
  • 步驟: 設計訊息模板→封裝Helper→統一使用。
  • 程式碼: void Must(bool cond,string exp,object ctx){ Debug.Assert(cond,$”[ASSERT]{exp} ctx:{Json(ctx)}”); }
  • 注意: 避免大量序列化開銷；敏感資料遮罩；訊息可直連故障工單。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q20, B-Q16, D-Q8

C-Q7: 如何在單元測試中使用Assert重現故障？

• A簡: 撰寫覆蓋邊界條件的測試案例，讓程式內的ASSERT於測試時觸發。
• A詳:
  • 步驟: 分析故障→撰寫最小重現輸入→執行測試→觀察ASSERT與TRACE。
  • 程式碼（xUnit）: [Fact] void Score_OutOfRange(){ var q=…; var p=…; //製造越界 Assert.ThrowsAny(()=>Compute(q,p)); }
  • 注意: 某些測試Runner不會中斷於Debug.Assert；可改以例外或旗標設計。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q15, B-Q8, D-Q8

C-Q8: 如何把TRACE整合進CI產物便於遠端診斷？

• A簡: 測試與打包流程產出log檔與崩潰資訊，失敗時自動上傳。
• A詳:
  • 步驟: CI腳本啟用Trace→保存diag.log→失敗時作為artifact→通知附連結。
  • 設定: pipeline.yml中配置收集路徑與保留天數。
  • 注意: 秘密管理、日誌清洗與容量控管；GDPR/隱私合規。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q14, A-Q16, D-Q9

C-Q9: 如何用條件編譯包覆昂貴的檢查與輸出？

• A簡: 將昂貴驗證與Verbose輸出置於#if DEBUG區塊或以Switch判斷再執行。
• A詳:
  • 步驟: 判定昂貴處→以#if DEBUG包覆或先檢查switch.IsEnabled→才格式化輸出。
  • 程式碼: if(ts.Switch.ShouldTrace(TraceEventType.Verbose)) Trace.TraceInformation($”{Expensive()}”);
  • 注意: 避免字串拼接副作用；抽象為Helper提升一致性。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q11, B-Q19, D-Q5

C-Q10: 如何在多執行緒追蹤中加入關聯ID？

• A簡: 為請求產生CorrelationId，於TRACE附帶，並在子工作傳遞。
• A詳:
  • 步驟: 進入點產生Guid→存入AsyncLocal→Trace輸出包含Id→子工作沿用。
  • 程式碼: static readonly AsyncLocal Cid=new(); void Start(){ Cid.Value=Guid.NewGuid().ToString(); } void Log(string m){ Trace.WriteLine($"[{Cid.Value}] {m}"); }
  • 注意: 非同步流程傳遞；跨程序需外帶（Header/消息）。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: B-Q12, D-Q6, B-Q9

Q&A 類別 D: 問題解決類（10題）

D-Q1: 使用者環境冒出ASSERT視窗怎麼辦？

• A簡: 先改用不含ASSERT的Release版；必要時用受控debug版協助重現。
• A詳:
  • 症狀: 正式環境彈出ASSERT或中止。
  • 原因: 發佈包未關閉ASSERT、Listener顯示對話框。
  • 解法: 重新發佈關閉DEBUG/ASSERT；以設定關閉對話框；提供特製除錯版協助重現。
  • 預防: 建置檢查清單與CI守門；發佈前煙霧測試。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q13, B-Q4, C-Q3

D-Q2: ASSERT失敗未自動中斷到程式碼？

• A簡: 啟用JIT Debugger或附加偵錯器，確認Listener與IDE設定。
• A詳:
  • 症狀: ASSERT訊息出現但未跳至原始碼。
  • 原因: 未附加偵錯器、JIT禁用、Symbols未載入。
  • 解法: 啟用JIT、附加至程序、載入PDB；確認DefaultTraceListener行為。
  • 預防: 調校團隊IDE設定與偵錯腳本。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q2, B-Q20, C-Q7

D-Q3: TRACE訊息沒出現在輸出視窗或檔案？

• A簡: 檢查Listener註冊、層級開關與組態路徑權限是否正確。
• A詳:
  • 症狀: 無追蹤輸出。
  • 原因: 未註冊Listener、層級過高被過濾、檔案權限不足。
  • 解法: 新增對應Listener、調整Switch與等級、確認檔案路徑與ACL。
  • 預防: 設計自檢與啟動時輸出健康檢查行。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q3, B-Q20, C-Q4

D-Q4: Log檔未寫入或被覆寫怎麼辦？

• A簡: 啟用AutoFlush、檢查共享模式與輪替策略，避免單檔無限增長。
• A詳:
  • 症狀: 檔案無內容或內容消失。
  • 原因: Flush晚、被另一進程鎖定、覆蓋開檔、無輪替。
  • 解法: 設AutoFlush/定時Flush、以Append模式、加檔案輪替與上限、避免多重實例。
  • 預防: 日誌框架化管理與測試。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: C-Q4, B-Q11, B-Q20

D-Q5: 大量TRACE造成效能下降？

• A簡: 調低等級、延遲格式化與抽樣記錄，避免熱路徑過度輸出。
• A詳:
  • 症狀: 延遲增大、CPU/IO飆高。
  • 原因: 過多字串拼接與同步IO寫檔。
  • 解法: 降級到Warning/Error、ShouldTrace前先判斷、批次或非同步寫、抽樣。
  • 預防: 效能預算與壓測把關。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q11, C-Q9, B-Q19

D-Q6: 多執行緒下TRACE訊息交錯難讀？

• A簡: 加入ThreadId與CorrelationId，必要時使用結構化輸出與排序工具。
• A詳:
  • 症狀: 訊息順序混亂，難以重建流程。
  • 原因: 多線程並發輸出交錯。
  • 解法: 附帶執行緒/活動ID、採JSON輸出、用後處理工具按ID/時間排序。
  • 預防: 自動注入ID的記錄介面。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: B-Q12, C-Q10, B-Q9

D-Q7: ASSERT常因參數為null觸發，如何處理？

• A簡: 區分BUG與輸入錯誤；入口加驗證，對外部輸入拋例外並提示。
• A詳:
  • 症狀: 函式入口斷言頻繁失敗。
  • 原因: 上游未遵守API契約或使用者輸入缺失。
  • 解法: 內部呼叫違約屬BUG→修上游；外部輸入→改為驗證與例外；擴充單元測試覆蓋。
  • 預防: 明確文件與型別系統（可空性）約束。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q5, B-Q10, C-Q1

D-Q8: 負分BUG仍漏網，如何診斷？

• A簡: 加強後置條件ASSERT、補齊邊界測試與驗算雙算法比對。
• A詳:
  • 症狀: 最終分數小於0或大於滿分。
  • 原因: 算法加減錯誤、索引錯置、配分不一致。
  • 解法: 在回傳前ASSERT範圍；加入黑箱邊界測試；DEBUG啟用驗算；TRACE記錄加總過程。
  • 預防: 需求測試案例化、審查邊界條件。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q18, B-Q6, C-Q5

D-Q9: Release缺乏TRACE導致難以追查？

• A簡: 臨時提高追蹤層級或提供受控debug版，收集必要現場資料。
• A詳:
  • 症狀: 使用者報錯但無足夠log。
  • 原因: 正式環境降噪過度。
  • 解法: 以設定開關提高層級至Warning/Info；短期部署含TRACE的特製版；要求重現並收集檔案。
  • 預防: 保留最少可觀測性，預先設計開關與工件收集。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q16, B-Q15, C-Q8

D-Q10: 單元測試全過但實際ASSERT仍觸發？

• A簡: 測試覆蓋不足或情境不同；補充邊界與組合，並收集現場TRACE。
• A詳:
  • 症狀: CI全綠，實際執行觸發斷言。
  • 原因: 測試資料分布不匹配、環境差異、並行條件未覆蓋。
  • 解法: 擴充屬性測試/隨機測試、加入並行與時序情境、以現場TRACE反推案例。
  • 預防: 風險導向測試設計與覆蓋監測。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q15, B-Q8, B-Q12

學習路徑索引

• 初學者：建議先學習哪 15 題
  • A-Q1: 什麼是 TRACE？
  • A-Q2: 什麼是 ASSERT？
  • A-Q3: 為什麼需要同時維護 DEBUG/RELEASE 兩個版本？
  • A-Q4: 使用 TRACE/ASSERT 的核心價值是什麼？
  • A-Q5: ASSERT 與執行期錯誤處理有何差異？
  • A-Q7: 在哪裡最應該加上 ASSERT？
  • A-Q10: 為什麼 TRACE 輸出要與一般輸出分離？
  • A-Q11: 使用 ASSERT 會拖慢開發嗎？
  • A-Q12: 為何 ASSERT 不該用來處理使用者輸入錯誤？
  • A-Q18: 在算分範例中，ASSERT 的角色是什麼？
  • B-Q6: 算分範例的執行流程與斷言點是什麼？
  • C-Q1: 如何在C#函式入口加上前置條件ASSERT？
  • C-Q2: 如何為算分範例加入入口/出口斷言？
  • D-Q1: 使用者環境冒出ASSERT視窗怎麼辦？
  • D-Q8: 負分BUG仍漏網，如何診斷？
• 中級者：建議學習哪 20 題
  • A-Q6: 什麼是前置、後置與不變條件（設計合約）？
  • A-Q8: TRACE 與一般應用層日誌有何差異？
  • A-Q9: Debug.Assert 與 Trace.Assert 的差異是什麼（.NET）？
  • A-Q14: 什麼是「驗算」策略（安全版與最佳化版比對）？
  • A-Q15: ASSERT 與單元測試的關係？
  • A-Q16: TRACE/ASSERT 如何協助處理難以重現的BUG？
  • A-Q19: 何時應關閉或調降 TRACE/ASSERT？
  • A-Q20: 如何撰寫有價值的 ASSERT 訊息？
  • B-Q1: .NET 中 Debug/Trace 如何透過條件編譯運作？
  • B-Q2: ASSERT 失敗時背後機制是什麼？
  • B-Q3: Trace 的輸出管線與 TraceListener 機制如何運作？
  • B-Q4: 同碼兩版（DEBUG/RELEASE）建置流程如何設計？
  • B-Q10: ASSERT 與例外處理的搭配原理？
  • B-Q11: 如何避免 TRACE 導致效能負擔？
  • B-Q13: 如何配置 TraceSource 與開關架構？
  • B-Q19: 追蹤等級（Verbose/Info/Warning/Error）如何運用？
  • B-Q20: 如何把Trace輸出導至IDE、檔案與事件檢視器？
  • C-Q3: 如何設定VS建置讓Release關閉ASSERT/降噪TRACE？
  • C-Q4: 如何自訂TraceListener把TRACE寫入檔案？
  • C-Q6: 如何撰寫富含脈絡的ASSERT訊息？
• 高級者：建議關注哪 15 題
  • B-Q5: 函式入口、出口與中間檢查的設計原理？
  • B-Q7: 驗算機制在技術上如何實作？
  • B-Q8: 黑箱測試如何藉由 ASSERT 捕捉白箱錯誤？
  • B-Q12: 多執行緒環境下 TRACE/ASSERT 有何考量？
  • B-Q14: 如何把 ASSERT 失敗資訊整合到CI/CD？
  • B-Q15: 在 Release 中保留哪些輕量守門機制？
  • B-Q16: 斷言訊息的可診斷性設計原則？
  • B-Q17: 如何決定斷言的粒度與頻率？
  • B-Q18: ASSERT 與「設計 by 契約」的對應？
  • C-Q5: 如何在DEBUG版啟用「驗算」雙算法比對？
  • C-Q8: 如何把TRACE整合進CI產物便於遠端診斷？
  • C-Q9: 如何用條件編譯包覆昂貴的檢查與輸出？
  • C-Q10: 如何在多執行緒追蹤中加入關聯ID？
  • D-Q5: 大量TRACE造成效能下降？
  • D-Q10: 單元測試全過但實際ASSERT仍觸發？