VC6程序的基本调试方法剖析

VC6VC6 程序的基本调试方法程序的基本调试方法 目目 录录 3 严谨思维，调试程序严谨思维，调试程序1 3.1 什么时候需要对程序进行调试.1 3.2 对程序进行调试的基本手段和方法.1 (1)观察了解程序的“病症”表现1 (2)弄清程序的主要工作流程1 (3)进行大致的检查，确定问题存在的模块3 (4)检查故障模块，确定问题并解决3 3.3 对程序进行调试的基本手段.4 (1)设置固定断点或临时断点4 (2)单步执行程序4 (3)使用断言5 (4)与调试相关的操作菜单：Build菜单.6 (5)与调试相关的操作菜单：Debug菜单.6 3.4 对一个简单程序的调试过程.7 3.5 设计合适的程序调试方案.8 3.6 优秀程序员的基本素质丰富的想象、严谨的思维.10 (1)程序运行结果看起来对了，但并不意味着程序没有隐藏的问题10 (2)严谨思维的典范程序员学习的榜样11 1 1 3 3 严谨思维，调试程序严谨思维，调试程序 所谓程序调试，是指当程序的工作情况(运行结果)与设计的要求不一致通常是程序 的运行结果不对时，科学地(而不是凭偶然的运气)通过一定的方法、使用一定的手段来检查 程序中存在的设计问题(某种逻辑错误而不是语法、链接错误，修正语法、链接错误不是调 试程序要做的事)。 3.13.1 什么时候需要对程序进行调试什么时候需要对程序进行调试 当程序编译出错或者链接出错时，系统都将在Output输出窗口中随时显示出有关的提示 信息或出错警告信息等(如果是编译出错，只要双击Output窗口中的出错信息就可以自动跳 到出错的程序行，以便仔细查找)。但若编译和链接都正确，而执行结果又总是不正确时， 这时就需要使用调试工具来帮着“侦察”出程序中隐藏着的出错位置(某种逻辑错误)。 强调：初学者常犯的错误是认为“编译和链接”都正确，程序就应该没有问题，怎么会 结果不对呢？“编译和链接”都正确，只能说明程序没有语法和拼写上的错误，但在算法 (逻辑)上有没有错，还得看结果对不对。反过来讲，无论让你设计一个什么样的程序，你都 只写以下几行，则“编译和链接”肯定都正确，但能实现设计的要求吗？ #include int main(void) printf(“Hello World!n“); return 0; 事实上，程序设计的重点完全不是修正编译和链接过程中的错误相对而言，这种工 作基本没有技术含量，程序设计的主要工作是设计正确的算法。 3.23.2 对程序进行调试的基本手段和方法对程序进行调试的基本手段和方法 调试程序的方法与医生看病的道理类似：先问清基本情况，再进行大致的检查，然后分 析检查的结果、确定范围，再进行专项检查，再分析检查结果，如此反复，最后确定问题所 在并进行治疗、检查疗效。 必须指出的是：用户调试自己的程序时，应对程序的设计(工作)思路非常清楚，知道每 一段、每一行程序所应起到(尽管不见得都能实现)的作用，这是基本的前提。若自己对设计 都不清楚、甚至不知道每一段、每一行程序应发挥的作用，是谈不上调试程序的。 (1)(1)观察了解程序的观察了解程序的“病症病症”表现表现 首先是看清情况，程序的任务、程序的预期表现与程序工作的实际表现，大概是什么方 面的“病”对于常见的小“病” ，经验丰富的专家不用后续检查就能知道问题所在。经 验当然重要，但对于初学者而言，掌握正确的调试思路则更加重要，因为初学者很难通过观 察程序而发现问题所在。 (2)(2)弄清程序的主要工作流程弄清程序的主要工作流程 在学习过程中设计的程序一般都不太复杂，从总体算法上总是可以划分为几个大的模块 2 2 (也可称为步骤，可以是一段程序或一个子程序函数)：接收用户的要求和任务(读取相 应的参数、输入相应的数据)、对数据进行计算和处理、按格式要求输出相应的结果。对于 每一个大的模块，又可以分为许多子模块。 #include int main(void) int a10000, i, j, num, x, tmp, mini; /从键盘读入用户输入的数据，数据存放在数组a中，num记录读入数据的个数 printf(“nPlease input numbers:“); for (i=0; i amini) /如果有谁比当前认为最小的还小，则记住其位置 mini = j; /将找到的最小数与第i个数交换位置，实现第i个最小数到位 tmp = ai; amini = ai; ai = tmp; /输出计算、处理的结果 printf(“Output:n“); for (i=1; i #include int main(void) int x; printf(“Please input x:“); scanf(“% d“, printf(“cos(x)=%fn“, cos(x); return 0; 在该程序中，若你没有看到问题程序较长、较复杂时很难看出问题所在，则应该使 用调试手段定位故障位置。 在监控窗口(Watch)中观察指定变量或表达式的值。当变量较多时，使用Varibles窗 口可能不太方便，使用Watch窗口则可以有目的、有计划地观察关键变量的变化。 在输出窗口中观察程序当前的输出与预期是否一致。同样地，若不一致，则此断点前 运行的程序肯定在某个地方有问题。 在内存窗口(Memory)中观察内存中数据的变化。在该窗口中能直接查询和修改任意地 址的数据。对初学者来说，通过它能更深刻地理解各种变量、数组和结构等是如何占用内存 的，以及数组越界的过程。 在调用堆栈窗口(Call Stack)中观察函数调用的嵌套情况。此窗口在函数调用关系比 较复杂或递归调用的情况下，对分析故障很有帮助。 (2)(2)单步执行程序单步执行程序 让程序被一步一步(行)地执行，观察分析执行过程是否符合预期要求。例如，以下程序 预期的功能是从键盘上读入两个数(x和y)，判断x和y是否相等，相等则在屏幕上显示x=y， 不相等则显示xy，程序肯定有问题，但表面上看却可能找不到问题所在，使用单 步执行，则能定位故障点，缩小看的范围。例如，在单步执行的过程中，若输入“2,3” ，发 5 5 现x和y的值的确变成了2和3，此时按道理不应执行“printf(“x=yn“);” ，但单步跟踪却发 现被执行了，因此多半问题出在“if (x = y)” 。 #include void main() int x, y; printf(“Please input x, y:“); scanf(“%d,%d“, if (x = y) printf(“x=yn“); else; printf(“x=0 int s, d, q, r, res; s = x + y; d = s - y; q = x / y; r = x % y; res = s + 2*d + 3*q + 4*r; printf(“res=%dn“, res); 图3-2 程序dbgTest.cpp的跟踪调试 分析上述所编制的程序行，假设能在要输出res结果值的那一程序行(倒数第二行)处设 置一个临时断点，让程序先执行到此断点处(注意设为断点的那一行尚未被执行！)，看一看 8 8 那时各变量的动态取值情况，有可能就会找到出错的原因！基于上述分析，先将鼠标光标移 动到“printf(“res=%dn“, res);”那一行处(左键单击那一行任意位置)，从而指定了临时 性断点的行位置，而后执行“BuildStart DebugRun to Cursor”选项，使程序运行到 所指定行时暂停其执行，并显示出如图3-2的界面，其中的左下方窗口中就列出了当时各变 量的取值情况：和s=8，差d=3(x=3，y=5，它们的差d=3肯定是错误的！)，商q=0，模r=3， 最终结果res=26。再仔细查看程序中负责计算差d的那一个语句“d=s-y;”就会恍然大悟， 原来将“x-y”误写成了“s-y”！找到了错误，此时可以通过菜单选项“DebugStop Debugging” ，中断当前的调试过程并返回正常的编辑状态，修改所发现的错误后，再一次执 行将能得出正确结果“res=16” 。 顺便指出，图3-2中显示的变量是“自动查看”方式的，即VC6自动显示当前运行上下文 中的变量的值。如果变量比较多，自动显示的窗口比较混乱，则可以在 Watch 列表中添加 自己想要监控的变量名。 上述设置临时断点(到鼠标光标那一行处)的调试手段使用起来很方便，会经常使用(也 经常在到达一个断点后，又设置另一个新的临时断点)。另外也常配合使用“单步执行”的 方式，来仔细检查每一步(一个程序行)执行后各变量取值的动态变化情况，如，先通过 “Run to Cursor”执行到某一个鼠标光标临时断点行处，而后通过使用Debug菜单的“Step Over”或“Step Into”来进行所谓的“单步执行” ，当然，每执行一步后，都要仔细观察并 分析系统自动给出的各变量取值的动态变化情况，以便及时发现异常而找到出错原因。 3.53.5 设计合适的程序调试方案设计合适的程序调试方案 让我们来分析并设计对如下程序进行调试的具体方法与手段(实际上，对不同的程序， 都需要在分析其执行结果以及其程序编写结构的基础上，来设计相应的对其进行具体调试的 方法与手段，宗旨是想方设法逐步缩小“侦察”范围，直到最后找到出错位置)。 该程序除main外，还有一个自定义函数f。若已经能确认调用f函数前计算出的res值(或 s、d、q或r其中之一的结果值)不正确的话，则可像上一程序那样，在计算出res变量值的下 一行(或在靠前一些的某一行)处设置断点，看到达那一断点处是否一切正常。若到达断点处 的数据结果已经不正常的话，错误已经出现(出现在跟前或出现在前面，从而找到了错误或 者缩小了“侦察”范围)；若断点处仍然正常，可断言错误出现在后面，而后，可又一次 通过鼠标光标往更靠后一些的适当位置设置新断点，再一次“DebugRun to Cursor”(一 下向后“迈”过了许多行，再继续“侦察”！)；通过“单步执行”(DebugStepOver)， 在重点怀疑的那一块地方仔细地逐行进行“侦察” 。 注意， “Step Over”不会“跟踪”进入f函数内部，若怀疑f函数可能有问题的话，要通 过使用“DebugStep Into”进入f内部再进行细致调试(在不遇到函数调用的地方， “Step Over”与“Step Into”的功能是相同的。若通过“Step Into”进入到函数内部，单步执行 若干步之后，若发现不再需要进行单步调试的话，可通过“Step Out”从函数内部返回到调 用语句的下一语句处)。 作为练习，请读者利用这一程序对上述的调试方法与手段进行多方面的灵活使用与体验！ 可以看出，程序调试是一件很费时费力而又非常细致的工作，需要耐心，要通过不断的实践 9 9 来总结与积累调试经验。至于VC6提供的其他调试方法与手段，这儿就不一一介绍了。 #include int f(int a); int main(void) int x = 3, y = 5; int s, d, q, r, res, z; s = x + y; d = x - y; q = x / y; r = x % y; res = s + 2 * d + 3 * q + 4 * r; printf(“res=%dn“, res); z = f(36); printf(“z=%dn“, z); return 0; int f(int a) int b, c; b = a + 5; c = 2 * b + 100; return c; 前面也提到过，通过“Run to Cursor”所设置并到达的断点是一个临时性的断点。实 际上，VC6还提供设置与清除固定性断点