Ausführungspfade

Ausführungspfad, auch als Pfad der Ausführung bekannt, beschreibt in der Informatik die Folge von Anweisungen, die bei der Ausführung eines Programms nacheinander durchlaufen wird. Er ergibt sich aus konkreten Eingaben, den Steuerstrukturen wie Verzweigungen und Schleifen sowie Ausnahmen oder Funktionsaufrufen und kann sich bei unterschiedlichen Läufen unterscheiden. Es wird unterschieden zwischen konkreten Ausführungspfaden, die bei einem bestimmten Programmstart auftreten, und möglichen oder theoretischen Pfaden, die das Programm unter verschiedenen Bedingungen durchlaufen könnte.

In der Praxis werden Ausführungspfade oft im Zusammenhang mit Kontrollflussgraphen (CFG) betrachtet, in denen Knoten Programmzustände oder Anweisungen darstellen und Kanten die möglichen Sprünge durch Verzweigungen markieren. Die Analyse von Pfaden dient der Fehlersuche, der Testabdeckung, der Leistungsbewertung und der formalen Verifikation. Eine zentrale Herausforderung ist die Pfadexplosion: Schon wenige Verzweigungen und Schleifen führen zu einer großen Anzahl potenzieller Pfade, weshalb eine vollständige Ermittlung aller Pfade oft unpraktisch oder unmöglich wird. Techniken wie statische Pfadanalyse, symbolische Ausführung, dynamische Pfadanalyse und Pfadpriorisierung helfen, relevante Pfade zu identifizieren oder zu begrenzen.

Typische Elemente eines Pfades sind Bedingungszweige, Schleifendurchläufe, Funktionsaufrufe und Ausnahmen. Der Pfad endet gewöhnlich am Programmende oder bei einer Ausnahmebehandlung. Das Verständnis von Ausführungspfaden unterstützt Debugging, Performance-Analysen und Sicherheitsbewertungen, etwa um Pfadbedingungen zu bestimmen, unter denen Fehler auftreten oder Sicherheitsprüfungen erfüllt sein müssen.