Invariante è un termine utilizzato in informatica che si riferisce a un elemento che non cambia nel tempo o in risposta a influenze esterne. È un concetto utilizzato nell'ingegneria del software, nella modellazione dei dati e nella progettazione di algoritmi, per descrivere e dimostrare determinate proprietà di un sistema o di un sottosistema all'interno di un sistema.
Gli invarianti forniscono modi importanti per ragionare in modo efficace sul comportamento di un sistema, poiché indicano oggetti che rimarranno gli stessi indipendentemente dal comportamento indipendente di altri oggetti o influenze esterne. Gli invarianti vengono utilizzati in una varietà di linguaggi, modelli e approcci di programmazione, dalla logica dei predicati alla programmazione orientata agli oggetti.
Le invarianti forniscono un modo utile per verificare la correttezza della progettazione del software o del sistema. Possono anche essere utilizzati per trovare bug che potrebbero causare problemi nell'esecuzione di un programma. Nel debug di un sistema, ad esempio, gli invarianti possono aiutare a isolare un bug, poiché se l'invariante non è soddisfatta, il bug deve essere causato dalla parte del sistema che ne è interessata.
Gli invarianti sono importanti anche nella specifica formale del sistema, poiché possono essere utilizzati per dimostrare che un dato sistema ha determinate proprietà desiderabili come correttezza, sicurezza, protezione o affidabilità. Gli invarianti vengono utilizzati per descrivere qualsiasi aspetto di un sistema in cui una particolare proprietà è costante, inclusa la funzione di un programma o il colore di un'entità in un'interfaccia utente grafica.
Gli invarianti vengono spesso utilizzati in combinazione con altre tecniche per verificare la correttezza e l'affidabilità del software, comprese quelle che coinvolgono il controllo delle asserzioni e la dimostrazione di teoremi. Il controllo invariante è ampiamente utilizzato nei compilatori, poiché può aiutare a verificare staticamente il codice del programma prima del runtime. Viene utilizzato anche nello sviluppo di sistemi più affidabili, in quanto è possibile enunciare alcuni invarianti del sistema e quindi verificare che queste proprietà siano preservate.
