如果说学习过《计算导论与C语言基础》，你已经迈入了C语言的殿堂，那么《C程序设计进阶》将帮助你更上一层楼，理解“结构化程序设计的基本思想”，掌握“C程序设计的基本技巧”，养成“良好的编程习惯和编程风格”，编写出“真正具有生命力的计算机程序”。完成这门课的学习，你将能解释C程序设计语言的基本概念与知识，并且使用C语言编写计算机程序解决生活工作中的实际问题。
使用IDE进行调试
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En provenance du cours de Peking University
C程序设计进阶
606 notes
À partir de la leçon
最后一次课
这是C程序设计课程的最后一次课，也是一次“承前启后”的课程。我们将介绍“面向对象”编程方法的基础思想。我们希望通过这个简短的介绍能够让大家对“面向对象”的软件设计方法有一个最初步的了解，以便顺利步入后续的课程：）
Rencontrer les enseignants
Ge Li 李戈, Ph.D.Associate Professor
School of Electronics Engineering and Computer Science
大家好，我是《计算概论A》的助教郝逸洋。这次我给大家讲一下调试的一些技巧。
这次演示我以visual studio为主，
因为别的IDE，比如说Eclipse、NetBeans等等， 它的使用方法跟Visual Studio
其实是差不多的， 只是可能快捷键会有所变化，但基本功能都是一样的。
所以，所以我主要用Visual Studio 来讲解。
那么什么叫调试呢？所谓的调试就是debug， debug，就是这个，debug是把bug去掉的过程就叫debug。
比如说我们这一段程序，这一段程序我们它是不是有bug呢？其实它是没有bug的，这是- 一段什么程序？它是
之前大家做过的一个整数求和的一个程序，输入5个数，然后输入一个n，然后输出这5个数- 里面小于n的数的和。
这道题其实这里面是没有bug的，但是呢，我们可以用debug的方式来观察这个程序是- 怎么运行的。
当你的程序有bug的时候，你用这种方法去跟踪你的程序，
看看你的程序是怎么运行的，会对你寻找你出问题的代码很有帮助。
首先我说第一种debug的方式，就是非常简单地，我们叫做log法。
这个log法就是在屏幕上会输出一些调试的信息，
然后通过那些信息来判断，比如说这道题，我们 可以把中间的一些过程给输出出来，比如说这里每次cin一个数，
循环5次，每次cin一个数，我们就可以把这个数给输出出来，
把它输出出来之后，
然后这里每一次小于n，然后return，把它加上 这个数，然后我们再把这个return也给输出出来。
为了区别这个tmp和这个return，我们可以在前面加一点字符串，用来区分它。
比如叫tmp=，底下是一个 ret=
像这样的技巧，我相信大家都是会的。
好，我们来输入5个数，我们在这里直接拷贝它吧，
回车，我们可以看到第一次循环输入一个1，然后结果是1；输入一个2，结果是3；输入一- 个3，结果是6。
一切正常，输入一个4，然后结果是10；输入一个11，然后判断它大于10，结果是10。
中间的运行过程一切正常，这就是一个简单的输出的调试方式。
你可以在程序关键的位置上把你想看的一些变量的值给这样输出出来。
好，接下来会讲另外一种调试方式，也就是所谓 的用ide去调试，去跟踪这个程序的运行。
首先你要在你觉得程序可疑的地方，点一下左边，
设置一个断点，如果是eclipse的话是双击，到时候我会讲到。
然后我们点这里，Local Windows Debugger
去开启我们的调试器，注意，注意 这次我们是添的是调试，是F5而不是Ctrl+F5。
运行之后，我们可以把刚才的值输出进来，
回车，然后这时候我们看见程序就会在这个地方停住，
停的地方正好是我们的断点，这个断点卡的是哪一句呢？是cin这一句，我们
可以看到现在tmp的值，把鼠标放在tmp上就可以看到tmp的值是-8589等等等等。
这个值明显是一个没有被初始化的值。所以说首先我要告诉大家 你没有初始化的变量的值你是无法确定的。在Visual
Studio底下 它是这个值，但是如果你换一个编译器它就不是这个值了。所以一定要注意。我们
看现在我们的程序，有一个黄色的箭头来标识，我们现在这个程序执行的行数
是第10行，然后这个断点红色的被这个黄色箭头给盖住了，
这是表明程序下一步将要执行这条语句，cin、tmp语句。
我们看我们cin，之前cin的n，n是10，我们再看一下我们的输入，输入第一个n是- 10，cin的
这个cin输入的结果完全正确，然后我们可以用有几个按钮，在这里， 有Step
Into，Step Over，然后还有 Step Out三个命令，这三个命令分别是什么作用呢？
我们来仔细看一下。先说Step Over，Step Over是最常用的一个命令，
我们点一下，它的作用就是 把这一行执行完，我们跳到下一行上， 我们再Step
Over，Step Over， 这样的话我们一步一步点，我们就可以看出来这个程序是怎么执行的，
假如每一次执行的过程中，我们可以在左下角看见有一个Locals的一个窗口，
这个窗口代表是局部变量，局部变量我们现在有tmp，有i，有return和n， 这四个变量我们不断地点Step
Over，我们就可以看见程序在执行每一步的时候这个变量的值是怎么变化的。
当有一个变量在，不在作用域的时候，比如说在这一句，tmp是不在作用域内的，
那么它就不会显示在这个locals的这个界面里。
我们可以看到左下角除了一个Locals窗口以外，还有一个Watch窗口，
Watch窗口就是监视的意思，我们可以用这个监视的窗口来监视一些非局部变量，比如说
全局变量，我们现在把程序停掉，在这里有个Stop Debugging
一个按钮，一个红色的方块，点它可以停掉它，我们在这里 定义一个全局变量，比如说我们把这个n设为全局变量，
我们再开启调试器，
再把刚才的值输进去，回车， 这时候我们继续Step
Over，Step Over在Visual Studio下它的快捷键是F10， 就像这样，
这时候如果我们切回Locals窗口，我们会发现n
不见了，因为它是一个全局变量。但我们把鼠标移到n上面的时候，我们还是能显示n的值。
那么我们怎么在左下角这里看呢？很简单，在Watch这里输入一个n，
那么它就可以被Watch窗口所显示了。
我把刚才那一段程序给稍微 改了一下，像这个，现在这个样子，我加了一个函数，叫func，
这个func函数会有一个参数是t，如果t小于n的话，那么返回t，否则返回0。那样的- 话我们只用
去每次把func、tmp的结果加回来，那么就可以我想要的结果。
我们来试着运行一下，把刚才的值输进去，
然后切回我们的Visual Studio，这时候我们就可以看到，
我们的程序进入我们预期的一样进入了断点，然后 我们按Step
Over，到这一句，到这一句的时候，我接下来按一下 Step Into，它就到这个函数里了，
如果我们再按Step Over的话，它就还是会像刚才一样跳到这个循环的开始。
Step Over这个命令的意思就是执行完当前这一行语句之后到下一行上。
而Step Into的意思就是说如果这一行上又是调动了什么函数的话，那么就进入那个函数题里。
Step Into可以在一句话上用好几次，如果你在那一句话上有好几个
函数调用的话，它会依照函数调用的顺序依次地进入函数。
我们可以按F10往下走，return，
然后这时候一步一步接下来往下，再输入一个tmp，然后这时候如果我们现在按 Step Over的话，就会进入下一行。
然后再进入，这时候还有 一个命令叫Step
Out，Step Out的意思就是说 让当前的函数执行完并返回，我们点一下Step
Out， 好，立刻回到刚才那一行了。如果我们再按Step Into的话是没有效果了，因为刚才这个函数已经执行完了。
这就是Step Into和Step Out，它是用于进入和跳出函数时所用的。
右下角有一个窗口，叫Call Stack，是调用堆栈的意思。
调用堆栈显示的是你程序当前执行的这一行在 程序执行的过程中所在的位置，它是用函数来表示的，
比如说在这里，我们可以看见我们在main函数的第17行，
如果我们进入到我们func函数里的话，就可以看见
这里，在调用堆栈里面多了一行，是在func函数，它现在告诉你我们在func函数的- 第5行。
我们Step Over就可以到第6行，这是调用堆栈，调用堆栈还有一个用法是你双击
你想跳转的位置，它可以显示那个函数被调用的位置，
并且如果你点开locals窗口的话，你可以看到所有的变量都会 显示为当前你双击的这个位置的值，
而不是在这个函数体里，因为在这个函数，func的函数体里，我们是没有tmp、i和r- eturn的。我们可以双击回去，
看一眼，我们只有一个t这么一个参数，作为一个局部变量， 但如果我们双击到main函数里的话，我们就可以在main函数这个作用域内，
当前的变量值。叫做立即窗口，immediate window，
这个窗口可以用来立刻执行一些语句。它在有些编译器中实现了有些编译器中没有实现。
比如说我们在这里可以直接给t赋一个新的值，比如说t=10.
来我们可以看见左下角，locals里面记的值就已经发生变化了。如果我们再step over，
继续往下走，直到这个函数跳出，我们看出现在return是0。当我们
这一行语句执行完之后，return就变成10了。也就是说刚才我们对t所进行的修改，- 确确实实影响到了程序的执行。
这就是立即窗口，它可以立刻执行一些语句，并且看它的结果。比如说，我们在这里还可以写
return＝＝10，像做这种判断也是可以的。我们可以在这里面写各种各样的，
只要是符合C++语法的语句，并且让它立刻执行。
接下来，我给大家演示一下Netbeans底下应该怎么样调试程序。
跟Visual Studio底下一样，我们首先在
程序的行数前面点一下，它就会出现这么一个红色的断点。
然后，我们在这里设置一下。选运行， 设置项目配置，定制，然后我们在这里运行这里，
把控制台类型选成外部终端。因为在未装Cygwin的情况下，
没法使用内部终端进行调试，所以我们在这里选择外部终端。
然后点确定，点确定之后，我们就可以进行调试了。
点调试项目，这时候它就像Visual Studio一样，它会
弹出一个黑色的命令行窗口，然后在窗口里面我们就可以输入我们想要的东西。
我们把输入的文字复制一下。命令行窗口有一个
小技巧。对于windows用户来说，我们在标题这里点右键，点属性，打开快速编辑模式- ，点确定。
这时候我们按右键，就可以把刚才复制的东西给粘贴过来了。如果想在命令行
窗口里面复制别的东西的话，我们可以直接选中，然后点右键，这时候我们刚才
被选中的这些东西就会被复制到剪贴板里。这就是快速编辑模式的好处。
在输入数据时，快速编辑模式非常好用。我们可以不用每次打开命令行窗口都要
设置一下。我们可以直接打开默认值，把快速编辑模式勾选上，点确定就可以了。然后我们- 点回车，
这时候，我们发现我们的程序就在这里停住了。由于我们这个断点设置在一个变量说明上，这- 个变量说明并没有
什么实际的，实际需要执行的语句，所以它最后程序停在了它的下一句。
输入这个tmp，这个tmp在初始化之前，它是一个随机的数。我们往下走，
然后，我们像之前一样，这里有步入、
步出、步过，步过就是step over，步入就是step in，步出就是step out。
然后我么点步过，就可以看到我们的tmp变量就被复制
成了1，然后接下来进行各种各样的判断，使用方法跟Visual Studio差不多。
然后我们可以看到，局部变量在这里，变量这一栏，调用堆栈在这一栏。
然后，我们的输出，就是在这个黑色的窗口里。
跟Visual Studio很像。Netbeans里面并没有立即窗口。
最后我们来看Eclipse。
Eclipse的用法跟之前是一样的。但跟之前不同的是， 哎这里需要双击它，才可以增加一个断点，这个蓝色的小点。
然后我们点这个虫子，下面写的是debug，
然后它会问你是否是打开调试的
视图，我们点是就行了。在调试视图里，我们可以看见我们的变量，
然后我们可以看见我们的调用堆栈是在这里，然后我们的命令行窗口在这里，
在Eclipse里，监视窗口默认是关闭的。我们需要在windows这里打开。
window， show view，里面有一个expressions表达式这么一项，我们点开它，
这个实际上就是监视窗口。但跟它跟监视穿口不一样的地方，它是可以计算
一个值的。比如说在这里，比如我们现在属入了n，
那我们可以看到n的值是10，我们可以在这里输入表达式n＝＝10， 回车，我们可以见他的计算结果是true。
虽然我们可以用它来计算表达式，但是我们并不能把它当作立即窗口来用。
比如说我们在这里输入n＝20，回车，虽然返回来的结果是20， 但是如果把鼠标移到n这里的时候，我们发现他的值依然是10，并没有更改。
然后点这个红色的方块，就可以终止这个程序。
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