Cppcheck

Cppcheck — статический анализатор кода для языка C/C++, предназначенный для поиска ошибок, которые не обнаруживаются компиляторами. Главной целью проекта является сведение до минимума количества ложных срабатываний при поиске ошибок^[2].

Анализатор способен проверять нестандартные участки кода, включающие использование расширений компилятора, встраиваемый ассемблер и т. п.^[3]

Обнаруживает различные типы ошибок в программах^[4].

• Проверяет выход за пределы.
• Обнаруживает утечки памяти.
• Обнаруживает возможное разыменовывание NULL-указателей.
• Обнаруживает неинициализированные переменные.
• Обнаруживает неправильное использование STL.
• Проверяет обработку исключительных ситуаций на безопасность.
• Находит устаревшие и неиспользуемые функции.
• Предупреждает о неиспользуемом или бесполезном коде.
• Находит подозрительные участки кода, которые могут содержать в себе ошибки.

Также позволяет скачивать и подключать правила^[5] и дополнения^[6] из репозиториев cppcheck. Собственные правила для проверок могут быть добавлены посредством регулярных выражений^[3].

Возможно уточнение стандарта, которому соответствует проверяемый код. Поддерживаются следующие стандарты: C89, C99, C11, C++03, C++11, POSIX. При этом одновременно можно указывать несколько стандартов сразу (например, С11 и POSIX)^[7].

Помимо стандарта можно указать целевую платформу для более точного определения ошибок. Каждая платформа определяет размеры базовых типов данных и специфичные для платформы типы данных^[3]. Среди доступных можно указать UNIX-подобную операционную систему либо операционную систему Windows разрядностью 32 или 64 бита^[7].

Перед выполнением статического анализа исходный код преобразуется в представление, удобное для дальнейшего анализа. Программа удаляет все комментарии, подставляет вместо макросов их определения, заменяет все переопределения типов на оригинальные типы данных, приводит код к единому стилю оформления. Если значения переменных известны, то вместо названий переменных подставляются их значения. К названиям переменных добавляются их уникальные идентификаторы в рамках программы, что упрощает дальнейший анализ использования переменных. Например, int a; может быть заменено на int a@1;, если переменная объявлена первой в программе. Также производятся и другие упрощения кода, предназначенные для облегчения анализа. Следующим этапом идёт проверка кода согласно загруженным в программу правилам, которые сопоставляют код с шаблонами критических и стилевых ошибок. Самые простые правила могут основываться на использовании регулярных выражений^[8].

Поскольку реального исполнения кода не происходит, то выдаваемые анализатором сообщения об ошибках могут в действительности указывать на корректно написанный код, что называют ложными срабатываниями. Также возможны ситуации, когда найденная ошибка никогда не сможет проявиться при исполнении кода.

Работа с Cppcheck производится из командной строки. Начиная с версии 1.33, также доступен кроссплатформенный графический интерфейс, написанный на Qt^[9].

Для анализа одного или нескольких исходных файлов достаточно запустить программу cppcheck, передав ей в качестве аргументов пути к проверяемым файлам. Если вместо имени файла указать каталог, программа будет осуществлять рекурсивный обход каталога и анализировать все компилируемые файлы в нём^[3].

Пример запуска анализа нескольких файлов и каталога на UNIX-подобных операционных системах:

cppcheck test1.c test2.c relative/path/test3.c /absolute/path/test4.c project/src/

Рассмотрим пример программы на языке Си с ошибкой, из-за которой перепутаны местами индекс массива и его размер. Файл test.c:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main()
{
    char s[255];
    s[255] = '\0';

    return EXIT_SUCCESS;
}

Для проверки файла test.c на ошибки с помощью Cppcheck необходимо исполнить следующую команду:

cppcheck test.c

После исполнения команды будет показано сообщение об ошибке выхода за пределы массива при обращении к переменной s:

[test.c:7]: (error) Array 's[255]' accessed at index 255 which is out of bounds.

Поддерживает интеграцию с различными инструментами разработки^[10]:

• Clion (плагин cppcheck Архивная копия от 4 августа 2016 на Wayback Machine);
• Code::Blocks (плагин CppCheck Архивная копия от 19 января 2016 на Wayback Machine);
• CodeDX^[11];
• CodeLite (плагин CppCheck);
• CppDepend 5^[12];
• Eclipse (плагин Cppcheclipse Архивная копия от 10 апреля 2016 на Wayback Machine);
• Jenkins (плагин Cppcheck Архивная копия от 27 января 2016 на Wayback Machine);
• Mercurial (через скрипты на Linux) — проверяет на наличие новых ошибок при создании коммита;
• TortoiseSVN — выполнение скрипта перед созданием коммита^[13];
• Git (через скрипты на Linux Архивная копия от 24 декабря 2015 на Wayback Machine) — проверяет файлы, добавляемые в коммит, на наличие ошибок;
• Visual Studio (плагин cppcheck-vs-addin Архивная копия от 11 сентября 2020 на Wayback Machine);
• Qt Creator (плагин QtcCppheck Архивная копия от 7 января 2017 на Wayback Machine).

• Динамический анализ кода
• Valgrind (динамический анализатор)

• Руководство по использованию Cppcheck Архивная копия от 5 марта 2016 на Wayback Machine  (англ.)
• Тонкости анализа исходного кода C/C++ с помощью cppcheck Архивная копия от 27 января 2016 на Wayback Machine, Хабрахабр, 31 января 2014  (рус.)