C/C++程序的斷點調(diào)試-MicrosoftVisualStudio-創(chuàng)新互聯(lián)

本文以Microsoft Visual Studio為例，簡述C/C++程序斷點調(diào)試的基本方法和過程。其它的IDE環(huán)境，大同小異。

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本文引用自作者編寫的下述圖書; 本文允許以個人學習、教學等目的引用、講授或轉(zhuǎn)載，但需要注明原作者"海洋餅干叔
叔"；本文不允許以紙質(zhì)及電子出版為目的進行抄摘或改編。
1.《Python編程基礎及應用》，陳波，劉慧君，高等教育出版社。免費授課視頻 Python編程基礎及應用
2.《Python編程基礎及應用實驗教程》, 陳波，熊心志，張全和，劉慧君，趙恒軍，高等教育出版社Python編程基礎及應用實驗教程
3. 《簡明C及C++語言教程》，陳波，待出版書稿。免費授課視頻

1. 簡介

在程序有BUG/缺陷，需要修復時，斷點調(diào)試是發(fā)現(xiàn)缺陷的重要方法。對于初學者而言，斷點調(diào)試還有另外一個用途：幫助理解程序背后的邏輯。

本文以Microsoft Visual Studio為例，簡述C/C++程序斷點調(diào)試的基本方法和過程。其它的IDE環(huán)境，大同小異。

在進行后續(xù)調(diào)試試驗前，需要先對Microsoft Visual Studio的C/C++編譯開發(fā)環(huán)境進行安裝和配置。詳細過程請參見下述鏈接：http://codelearn.club/2022/11/vs/

2. 程序代碼

在Microsoft Visual Studio中創(chuàng)建一個Windows控制臺應用項目，項目名稱為DebugExample，然后將DebugExample.cpp中代碼修改如下（復制粘接）：

//Project - DebugExample
#include#includebool isPrime(int n) { //函數(shù)的定義
    if (n<=1)
        return false;
    for (int i=2;iprintf("Try to find all prime number(<=10):\n");

    int iFound = 0;       //發(fā)現(xiàn)的質(zhì)數(shù)個數(shù)
    for (int i=2;
         i<=10;
         i++)
    {if (!isPrime(i))
            continue;
        iFound++;
        printf("%d, ",i);
    }

    printf("\n%d prime numbers been found.",iFound);
    return 0;
}

在這里插入圖片描述
上述程序的用途在于找出2 ~ 10之間的全部質(zhì)數(shù)并打印出來。請讀者注意第19 ~ 21行，for循環(huán)的初始化語句，測試表達式，更新表達式故意分作了三行，以便于觀察。

3. 斷點

在這里插入圖片描述
在第18行代碼的行號左邊單擊鼠標，便會出現(xiàn)如圖所示的紅色斷點（break point），在相同位置再次單擊，斷點便會消失?？梢越o同一段程序添加多個斷點。

4.調(diào)試

在這里插入圖片描述
在打好斷點后，選擇菜單調(diào)試-開始調(diào)試。

在這里插入圖片描述
與正常的程序運行不動，程序并沒有“一口氣”從頭執(zhí)行到尾，而是暫停在了第18行的斷點處。圖中的黃色箭頭表明程序的當前執(zhí)行點，準確地說，箭頭所指的行是接下來準備執(zhí)行的代碼行。

在窗口的左下角，自動窗口中可以看到程序在當前執(zhí)行階段的局部變量的名稱及當前值?？梢钥吹?，此時有iFound變量存在，其值為0。

注意：此時iFound的0值是不確定的，事實上，0到iFound的賦值尚未執(zhí)行。
在這里插入圖片描述
在調(diào)試菜單中，可以看到諸多調(diào)試選項，其中常用的有：逐語句，逐過程，跳出。在調(diào)試過程中，讀者既可以使用菜單項，也可以使用快捷鍵，或者工具條中的工具按鈕來發(fā)出調(diào)試命令。
在這里插入圖片描述
點擊逐語句（F11），可以看到第18行被執(zhí)行，黃色箭頭指向第19行。此時，for循環(huán)內(nèi)的局部變量i出現(xiàn)在下方列表中。請讀者注意此時i的當前值為690，而不是2，因為for循環(huán)的初始化語句尚未執(zhí)行。

注意：在變量沒有被初始化前，其值是不確定的，所以讀者真實調(diào)試時，得到的值很可能不是690。
在這里插入圖片描述
再次點擊逐語句(F11)，第19行被執(zhí)行，可見變量列表中的i值變成了2。黃色箭頭來到了第20行，這是for循環(huán)的條件判斷表達式。

繼續(xù)按下F11，for循環(huán)在進行了條件判斷后，準備執(zhí)行循環(huán)體，黃色箭頭來到第23行。

第23行涉及一次函數(shù)調(diào)用，如果操作者希望觀察isPrime( )函數(shù)內(nèi)部的執(zhí)行過程，應按F11。如果操作者不關(guān)心isPrime( )內(nèi)部的執(zhí)行過程，只關(guān)心23行的總體執(zhí)行結(jié)果，則按逐過程（F10）。本次，我們按逐語句(F11)。
在這里插入圖片描述

連按兩次F11后，我們進入到了isPrime( )函數(shù)內(nèi)部，黃色箭頭指向第6行。對于isPrime( )函數(shù)而言，當前其局部變量僅有1個，即函數(shù)的形式參數(shù)n。該參數(shù)的值應由調(diào)用者傳遞進來。在下方的列表中，我們看到該值為2。
在這里插入圖片描述

一直按F11，直到isPrime()返回，由于2是質(zhì)數(shù)，所以isPrime()函數(shù)返回真（見下方列表）。
在這里插入圖片描述
再次按下F11, 由于第23行不是質(zhì)數(shù)的條件不成立，第24行不會被執(zhí)行，黃色箭頭略過了第24行，指向了第25行。

再次按下F11，黃色箭頭來到第26行，可見由于第25的執(zhí)行，iFound由0變1。
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一直按**逐過程(F10)**進行循環(huán)，直到i = 4且黃色箭頭指向第23行。

本次我們選擇不進入isPrime()函數(shù)，再次按下逐過程(F10)。由于i=4不是質(zhì)數(shù)，因此第23行的條件成立，黃色箭頭跳轉(zhuǎn)到第24行的continue語句。

根據(jù)continue的語義，其將略過本輪循環(huán)的剩余語句（第25 ~ 26行），直接嘗試下一輪循環(huán)。
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按下逐語句（F11），可以看到，continue直接略過了第25 ~ 26行的剩余循環(huán)代碼，直接跳到了for循環(huán)的更新表達式，如圖中紅色箭頭所示。

再次按下F11，可見for循環(huán)在更新表達式執(zhí)行后再次來到了循環(huán)測試表達式（第20行），如果測試通過，將執(zhí)行循環(huán)體，否則循環(huán)結(jié)束。

5.觀察輸出

在這里插入圖片描述
在程序調(diào)試過程中，可以隨時通過Alt+Tab組合鍵或者點擊Windows任務欄圖標切換至TERMINAL(終端)，該終端中展示了程序當前執(zhí)行階段的全部輸出。如果程序在執(zhí)行過程中需要讀取輸入，也應在其中錄入。

可以看到，2,3兩個質(zhì)數(shù)已被找出，4是合數(shù)被略過，正準備考察整數(shù)5。

6. 去除斷點

如果調(diào)試的目的已達成，準備放棄調(diào)試，可以再次單擊紅色斷點將其取消，如下圖（第18行左側(cè)紅框處）：
在這里插入圖片描述

此時，可以選擇調(diào)試-繼續(xù)（F5)，在沒有斷點的情況下將程序執(zhí)行完；也可以選停止調(diào)試，強行中止程序的執(zhí)行。