1.2.3　C-Free環境下的程序調試

學會調試程序是編程學習過程中非常重要的內容。如何快速地定位問題和調試的思路在前面的內容已經有敘述，這里主要介紹在C-Free中的具體調試過程。程序在正常運行的情況下，運行速度非常快，程序員只能通過輸入和輸出推測運行的過程。在這種情況下，程序員往往只能看到出現問題的結果，很難發現程序出現問題的原因。而從工程應用的角度來分析，程序出現問題（Bug）的時候又需要程序員找到出現問題的原因并進行修改。在這種情況下就需要使用調試的功能，調試的本質就是讓程序運行的速度“慢下來”，并在程序員的控制下進行“慢速”運行。這樣程序員就可以觀察程序運行的過程和變量。在C-Free中調試的主要步驟有4個，具體內容和先后順序如下所述。

（1）設置程序暫停（中斷）的地方。該功能主要通過斷點的設置來實現。

（2）啟動調試模式。該功能讓程序開始運行，并暫停在程序運行到的第一個斷點處。

（3）根據實際需要，控制程序的慢速運行，用到的主要功能：單步進入、下一步、跳過、跳出、運行到光標處。

（4）查看程序運行到當前狀態的各個變量的值，并在第（3）步和第（4）步之間進行循環。如果不再進行調試則可以結束調試。查看各個變量的值用到主要功能：環境窗口、查看/修改、監視窗口、查看窗口等。

請讀者在多實踐的基礎上理解C-Free提供的調試功能，下面結合一個簡單的例子，詳細介紹C-Free的調試功能。

【例1-5】請結合例1-2的程序，進行調試功能的學習。

（1）根據例1-4的步驟，實現例1-2的代碼輸入。

（2）斷點的設置。設置斷點，最方便快捷的方法是將鼠標移到代碼區中某一條代碼的左邊裝訂區，然后單擊，看到紅色斷點即設置完成。圖1.19所示為在第7行和第15行處各設置了一個斷點。設置斷點，也可以先將光標點定位到想要設置的行，然后單擊工具欄上的“設置/取消斷點”按鈕，如圖1.20所示。對于已經設置斷點的行，對該行重復進行上面的設置斷點的操作，將取消斷點。

（3）斷點管理。單擊“調試”菜單，選擇“斷點管理”命令，彈出如圖1.21所示對話框。程序員可以對斷點進行簡單的管理。單擊“取消所有斷點”按鈕，取消所有設置的斷點。選中一個斷點，單擊“取消斷點”按鈕，則取消該選中斷點。選中一個斷點，單擊“查看”按鈕，則編輯區的光標跳到該斷點所在的行。

（4）條件斷點。條件斷點可以為斷點設置條件。斷點的條件是一個布爾表達式。當程序運行到條件斷點，這個條件表達式被測試，若它的值為true，程序停在這個斷點處；若值為false，程序繼續運行，并不在這個斷點停止。選中一個斷點，在“斷點條件”下面的編輯框輸入作為條件的布爾表達式，然后單擊“設置”就完成斷點條件的設置。條件斷點經常用在循環體里面的調試。圖1.22表示在第7行設置一個斷點，并設置斷點條件為“a==2”。當運行到這個斷點時，如果a的值為2則程序運行到此處會暫停在這個斷點，否則在不會暫停在這個點。

（5）開始調試。單擊“調試”菜單下的“開始調試”命令可以開始調試，如圖1.23所示。程序只有以“Debug”方式構建，才能夠被調試。一旦程序開始調試，C-Free會自動顯示“調試工具欄”，如圖1.24所示。

（6）退出調試。一旦程序處于調試狀態，可以單擊調試工具欄上的“結束調試”按鈕或“調試”菜單下的“結束調試”命令，程序退出調試狀態，回到編輯狀態，如圖1.25所示。

（7）單步進入。當程序處于調試狀態，并停在某個斷點處，如果該斷點處的語句是一條函數調用，單擊調試工具欄上的“單步進入”按鈕或“調試”菜單下的“單步進入”命令，程序將進入這個函數，可對這個函數進行調試。例如，對于本例題的程序，在第7行和15行設置斷點，然后開始調試程序，程序在第7行停止，如圖1.26所示。單擊“調試”菜單下的“單步進入”命令，程序進入max（）函數，如圖1.27所示。

（8）當程序處于調試狀態，并停在某個斷點處時，單擊調試工具欄上的“跳過”按鈕或“調試”菜單下的“跳過”命令，程序執行到下一條語句。例如，對于圖1.26的程序狀態，單擊“跳過”按鈕，程序將在停在第8行，如圖1.28所示。

（9）跳出。當程序停在某個函數內部時，單擊調試工具欄上的“跳出”按鈕，程序運行至從這個函數返回。對于圖1.27的運行狀態，單擊“跳出”按鈕，程序將從max（）函數處返回，回到主函數。

（10）運行到光標處。當程序處于調試狀態，并停在某個斷點處，將光標定位到某條語句處，然后單擊“運行到光標處”按鈕，程序將運行到光標所在行。

（11）環境窗口。當程序處于調試停止狀態時，環境窗口將顯示當前運行環境下，所有局部變量的值。例如，當程序暫停在第7行的調試狀態的時候，有3個局部變量和一個數組，環境窗口如圖1.29所示。

（12）察看/修改。在環境窗口中右擊某一條局部變量信息，將彈出如圖1.30所示的菜單。選擇“察看/修改”命令，對于數組、結構或者類變量，將顯示“察看”窗口；對于其他變量，將顯示“修改”窗口。雙擊某一條局部變量信息，也可以實現同樣的功能。例如，對于圖1.29的局部變量，雙擊“myData”，由于myData是數組，因此將顯示“察看”窗口，如圖1.31所示。對于圖1.29的局部變量a，雙擊后將顯示“修改”窗口，如圖1.32所示。在“修改”窗口中，可以對變量進行修改。

（13）監視窗口。單擊“調試”菜單下的“開始調試”命令，打開如圖1.33所示的“監視”窗口。右擊“監視”窗口，彈出菜單，選擇“添加監視”命令，彈出如圖1.34所示的對話框。在文本框輸入需要觀察的表達式，就可以實時地觀察這個表達式。添加如圖1.34的監視后，監視窗口如圖1.35所示。