程序调试

北京交通大学计算机与信息技术学院
教师: 林友芳
对项目配置的理解
可以从这个角度来简化理解（不够准确）
每一个project都有一个开发状态，称为debug 与release，得到的编译结果分别称为
Debug版程序 还处于调试状态的程序 Release版程序 最终提交给用户的可以执行的程 序
问题
Debug版与Release版有什么区别？
Project settings—项目设置 Project configuration—项目配置
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教师: 林友芳
Project settings
项目具有许多属性，如：
编译结果输出目录 工作目录 编译参数 需要链接的函数库 编译完以后做什么操作 编译前要做的操作 …
了解这些属性的意义以后，我们可以对这些属性 值进行设置，以影响编译器的编译行为。
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本课件中的采用范例及流程说明
课堂演示程序
跟踪执行从程序开 始 显示菜单 执 行第13个功能 重 新显示菜单 结束 运行的全过程
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设断点
断点标志
主函数里只有 两条语句，调 用主循环后返 回
断点标志
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设置断点方法
可以通过下述方法设置断点 方法1—简单方法
把光标移动到需要设置断点的代码行上，然后按F9快 捷键，或者点工具条上的小手图标。
方法2—功能更强大的一种方法
弹出Breakpoints对话框 按快捷键CTRL+B或ALT+F9，或者通过菜单 Edit/Breakpoints打开。 打开后点击Break at编辑框的右侧的箭头，选择 合适 的位置信息。一般情况下，直接选择line xxx就足够了， 如果想设置不是当前位置的断点，可以选择Advanced， 然后填写函数、行号和可执行文件信息。
/Zd
Line Numbers Only
/Z7
C 7.0- Compatible
/Zi
Program Database Program Database for Edit and Continue
/ZI
看不懂可先不看
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4. 怎么调程序？
辅助我们调试程序的工具称为IDE 的调试器debugger
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教师: 林Baidu Nhomakorabea芳
区别
问题：什么叫优化？ 为什么不能优化
标准的Debug版的项目配置指示编译器在 编译时，使项目或程序中包含有调试信息， 对程序不做任何的优化，便于程序员调试 程序。 标准的Release版的配置指示编译器在编译 时对程序进行优化。得到的结果在代码大 小和运行速度上都是较优的，程序中也不 包含调试信息。
如何进行入调试？
方法1. 菜单：Build Start Debug Go 方法2. 直接点击工具条上的Go按钮 方法3. 按热键F5
想让程序停下来，怎么办？
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教师: 林友芳
设置断点
断点是 最常用的技巧。 断点是调试器设置的一个代码位置。当程 序运行到断点时，程序中断执行，回到调 试器。 调试时，只有设置了断点并使程序回到调 试器，才能对程序进行在线调试。
教师: 林友芳
设置断点对话框
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去掉断点
把光标移动到给定断点所在的行，再次按 F9就可以取消断点。 同前面所述，打开Breakpoints对话框后， 也可以按照界面提示去掉断点。
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条件断点（有点难）
可以为断点设置一个条件，这样的断点称为条件 断点。对于新加的断点，可以单击Conditions （条件）按钮，为断点设置一个表达式。 当这个表达式发生改变时，程序就被中断。
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消息断点（有点难）
VC也支持对Windows消息进行截获。他有 两种方式进行截获：窗口消息处理函数和 特定消息中断。
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5. 设了断点以后，如何走程序？
进入调试: 1. 点此按钮 2. 按F5 3. Build Start Debug Go
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黄色右箭头表示 当前就要执行的 代码行
当前执行中的 上下文（语境， 函数） 自动给出的当前 语境下的变量值、 返回值观察窗口
Debug工具栏
自定义的观察窗 口，可以定义多 组
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掌握Debug工具条的主要按钮含义
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watch
VC提供一种被称为Watch的机制来观看变 量和表达式的值。 在断点状态下，在变量上单击右键，选择 Quick Watch， 就弹出一个对话框，显示 这个变量的值。
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watch
单击Debug工具条上的Watch按钮，就出现 一个Watch视图（Watch1, Watch2 , Watch3,Watch4），在该视图中输入变量 或者表达式，就可以观察 变量或者表达式 的值。 注意：这个表达式不能有副作用，例如++ 运算符绝对禁止用于这个表达式中，因为 这个运算符将修改变量的值，导致 软件的 逻辑被破坏。
教师: 林友芳
3. 项目配置与调试 Project Configuration and debugging
你是否注意到每个项目中的debug文件夹？ 注意，本节有许多很理解的概念，如果暂时看 不懂，可以先跳过去。
什么叫项目？
项目即project，指通过设计实现一组程序 完成用户所需功能的工程及过程。 请查看《上机写程序》那个课件关于项目 的解释。 两个概念
Debug 默认的活跃的项目配置模板 Release
很有经验的程序员也可新建不同于这两组标准模 板的项目配置。
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Set active project configuration
在同一时刻，只能有一个configuration是有效的 或活跃的。 在Build菜单下选择Set active project configuration.
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当前就要执行 的代码行
语境切换成 MainLoop()
点击Step into后， 进入函数 MainLoop执行
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6. 如何了解执行状态？
查看数值
VC支持查看变量、表达式和内存的值。所 有这些观察都必须是在断点中断的情况下 进行。 观看变量的值最简单，当断点到达时，把 光标移动到这个变量上，停留一会就可以 看到变量的值。
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数据断点（有点难）
数据断点只能在Breakpoints对话框中设置。 选择“Data”页，就显示了设置数据断点的对话 框 。在编辑框中输入一个表达式，当这个 表达式的 值发生变化时，数据断点就到达。 一般情况下，这个表达式应该由运算符和全局变 量构成， 例如：在编辑框中输入 g_bFlag这个全局变量的 名字，那么当程序中有g_bFlag= !g_bFlag时，程 序就将停在这个语句处。
2. 解决程序中的错误的方法
基本方法—人工阅读走查，修改
程序员一行一行的看程序 根据实验数据，在脑子里或在纸上模拟程序运 行过程，在脑子里或纸上记录程序中间运行结 果。 在这过程中发现程序的错误。 修改发现错误，重新运行测试，如果还有错， 继续查看，修改。
这种方法是最为基本、人人都必须掌握的方法。 以前程序调试手段以少，人们经常只能用用纸、笔和脑来 模拟和记录程序动态运行中的状态。
Run to cursor 执行到当前光标处，
注意观察箭头 便于理解记忆
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常用进程控制快捷键
快捷键 F5 SHIFT+F5 CTRL+F5 F7 CTRL+F7 F10 CTRL+F10 F11 SHIFT+F11 CRTL+SHIFT+F5 说明 go Step over Execute program Build Compile Step over Run to cursor Step into Step out Restart
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Project Configuration
对项目的所有属性的一组设置值统称为一个 Project Configuration，即一组Project Settings统 称为一个Project Configuration. VC提供两组标准项目设置信息的Configuration模 板
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Project Settings
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一些编译选项及解释
选择C/C++页，Category中选择general ，则出现一个Debug Info （调试信息）下拉列表框，可供选择的调试信息 方式包括：
命令行 无 Project settings None 说明 没有调试信息 目标文件或者可执行文件中只包含全局和导出符号以及代 码行信息，不包含符号调试信息 目标文件或者可执行文件中包含行号和所有符号调试信息， 包括变量名及类型，函数及原型等 创建一个程序库(PDB)，包括类型信息和符号调试信息。 除了前面/Zi的功能外，这个选项允许对代码进行调试过程 中的修改和继续执行。这个选项同时使#pragma设置的 优化功能无效
第4章第2部分 程序调试方法
1. 概述
什么叫调试？
程序没有语法错误，但运行结果不符合期望时， 采用适当的工具或方法，反复找出程序中存在 的问题，进行修改，最终使程序符合要求的过 程。
调试是一个程序员必须要掌握的基本技巧， 对于编写高质量程序非常重要。 掌握基本的调试技巧对今后的学习、工作 是非常必要的！
使程序员不需要完全只用脑或纸 和笔来记录程序的运行状态，并 保证中间结果的正确性
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教师: 林友芳
一些值得思考的问题
为什么集成开发环境能够让程序员调试程 序？是如何做到的？ IDE要能使程序员调试一个程序，需要保存 关于程序的哪些信息？
调试信息
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step into 单步跟进，如果当前 语句有函数调用，则 单步进入函数执行， 否则单步执行完一条 语句。 Stop debugging 停止调试 step over 单步执行完当前语句， 若当前语句有函数调 用，除非被调用函数 中有断点，否则不会 跟进函数。 step out 执行完当前语句所在 函数的执行，返回该 函数的调用处。
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为什么要调试？
问题
我的程序跟书上一样，怎么就不出结果呢？ 我的程序没错啊，怎么不出结果啊？ 我的程序运行结果不正确，如何找到错误？
原因
程序没有语法错误，不等于就没有语义错误。 要确保程序没错，必须对程序进行各种测试
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教师: 林友芳
北京交通大学计算机与信息技术学院 教师: 林友芳
基本方法存在的问题
这种方法效率不高，属于原始的方法。 要求程序员具有很强的源程序理解、运行过程记忆、预测、 纠错能力和经验。 程序员必须用脑子、纸、笔来模拟程序的运行状态
记录程序的执行进度 记录所有变量或数据变化过程 观察和记住执行过程中环境的变化
程序和模块达到一定规模以后，就很难这样方法调试，效 率太低，难度太大，很难发现问题，很难记录状态变化过 程。 程序员脑子中的计算与程序实际完成的计算往往有差异， 这样的差异是很难发现的，是很难在纸上体现出来的。
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采用辅助工具来协助调试
随着技术的进步，各种IDE的功能越来越强大， 人们在IDE中实现并提供许多功能用来辅助程序 员对程序进行调试。 使程序员不需要再在 脑子中执行程序 IDE的辅助功能
提供工具让程序员能控制并看到程序的执行进程，如 单步执行，执行到某个位置，进入到某个函数内部执 行，… 在执行过程中，提供工具记录、展示甚至修改环境的 状态：变量值，内存数据，函数返回值，程序界面输 出结果，…