概述
调试是一个程序员最基本的技能,其重要性甚至超过学习一门语言。不会调试的程序员就意味着他即使会一门语言,却不能编制出任何好的软件。
这里我简要的根据自己的经验列出调试中比较常用的技巧,希望对大家有用。
本文约定,在选择菜单时,通过/表示分级菜单,例如File/Open表示顶级菜单File的子菜单Open。
设置
为了调试一个程序,首先必须使程序中包含调试信息。一般情况下,一个从AppWizard创建的工程中包含的Debug Configuration自动包含调试信息,但是是不是Debug版本并不是程序包含调试信息的决定因素,程序设计者可以在任意的Configuration中增加调试信息,包括Release版本。
为了增加调试信息,可以按照下述步骤进行:
- 打开Project settings对话框(可以通过快捷键ALT+F7打开,也可以通过IDE菜单Project/Settings打开)
- 选择C/C++页,Category中选择general ,则出现一个Debug Info下拉列表框,可供选择的调试信息 方式包括:
命令行 |
Project settings |
说明 |
无 |
None |
没有调试信息 |
/Zd |
Line Numbers Only |
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 |
/Z7 |
C 7.0- Compatible |
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 |
/Zi |
Program Database |
创建一个程序库(PDB),包括类型信息和符号调试信息。 |
/ZI |
Program Database for Edit and Continue |
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 |
- 选择Link页,选中复选框"Generate Debug Info",这个选项将使连接器把调试信息写进可执行文件和DLL
- 如果C/C++页中设置了Program Database以上的选项,则Link incrementally可以选择。选中这个选项,将使程序可以在上一次编译的基础上被编译(即增量编译),而不必每次都从头开始编译。
断点
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。断点是 最常用的技巧。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。
设置断点:可以通过下述方法设置一个断点。首先把光标移动到需要设置断点的代码行上,然后
- 按F9快捷键
- 弹出Breakpoints对话框,方法是按快捷键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。
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。
条件断点: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。底下设置包括“观察数组或者结构的元素个数”,似乎可以设置一个指针所指向的内存区的大小,但是我设置一个比较的值但是改动 范围之外的内存区似乎也导致断点起效。最后一个设置可以让程序先执行多少次然后才到达断点。
数据断点: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。
消息断点: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。
在Breakpoints对话框中选择Messages页,就可以设置消息断点。如果在上面那个对话框中写入消息处理函数的名字,那么 每次消息被这个函数处理,断点就到达(我觉得如果采用普通断点在这个函数中截获,效果应该一样)。如果在底下的下拉 列表框选择一个消息,则每次这种消息到达,程序就中断。
值
Watch
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。
VC提供一种被成为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。
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。
Memory
由于指针指向的数组,Watch只能显示第一个元素的值。为了显示数组的后续内容,或者要显示一片内存的内容,可以使用memory功能。在 Debug工具条上点memory按钮,就弹出一个对话框,在其中输入地址,就可以显示该地址指向的内存的内容。
Varibles
Debug工具条上的Varibles按钮弹出一个框,显示所有当前执行上下文中可见的变量的值。特别是当前指令涉及的变量,以红色显示。
寄存器
Debug工具条上的Reigsters按钮弹出一个框,显示当前的所有寄存器的值。
进程控制
VC允许被中断的程序继续运行、单步运行和运行到指定光标处,分别对应快捷键F5、F10/F11和CTRL+F10。各个快捷键功能如下:
快捷键 |
说明 |
F5 |
继续运行 |
F10 |
单步,如果涉及到子函数,不进入子函数内部 |
F11 |
单步,如果涉及到子函数,进入子函数内部 |
CTRL+F10 |
运行到当前光标处。 |
Call Stack
调用堆栈反映了当前断点处函数是被那些函数按照什么顺序调用的。单击Debug工具条上的Call stack就显示Call Stack对话框。在CallStack对话框中显示了一个调用系列,最上面的是当前函数,往下依次是调用函数的上级函数。单击这些函数名可以跳到对应的函数中去。
其他调试手段
系统提供一系列特殊的函数或者宏来处理Debug版本相关的信息,如下:
宏名/函数名 |
说明 |
TRACE |
使用方法和printf完全一致,他在output框中输出调试信息 |
ASSERT |
它接收一个表达式,如果这个表达式为TRUE,则无动作,否则中断当前程序执行。对于系统中出现这个宏 导致的中断,应该认为你的函数调用未能满足系统的调用此函数的前提条件。例如,对于一个还没有创建的窗口调用SetWindowText等。 |
VERIFY |
和ASSERT功能类似,所不同的是,在Release版本中,ASSERT不计算输入的表达式的值,而VERIFY计算表达式的值。 |
关注
一个好的程序员不应该把所有的判断交给编译器和调试器,应该在程序中自己加以程序保护和错误定位,具体措施包括:
- 对于所有有返回值的函数,都应该检查返回值,除非你确信这个函数调用绝对不会出错,或者不关心它是否出错。
- 一些函数返回错误,需要用其他函数获得错误的具体信息。例如accept返回INVALID_SOCKET表示accept失败,为了查明 具体的失败原因,应该立刻用WSAGetLastError获得错误码,并针对性的解决问题。
- 有些函数通过异常机制抛出错误,应该用TRY-CATCH语句来检查错误
- 程序员对于能处理的错误,应该自己在底层处理,对于不能处理的,应该报告给用户让他们决定怎么处理。如果程序出了异常, 却不对返回值和其他机制返回的错误信息进行判断,只能是加大了找错误的难度。
另外:VC中要编制程序不应该一开始就写cpp/h文件,而应该首先创建一个合适的工程。因为只有这样,VC才能选择合适的编译、连接 选项。对于加入到工程中的cpp文件,应该检查是否在第一行显式的包含stdafx.h头文件,这是Microsoft Visual Studio为了加快编译 速度而设置的预编译头文件。在这个#include "stdafx.h"行前面的所有代码将被忽略,所以其他头文件应该在这一行后面被包含。
对于.c文件,由于不能包含stdafx.h,因此可以通过Project settings把它的预编译头设置为“不使用”,方法是:
- 弹出Project settings对话框
- 选择C/C++
- Category选择Precompilation Header
- 选择不使用预编译头。