VC程序调试.doc

VC程序调试(本部分来自软件学院张锋老师实验教材)
在开发程序的过程中，经常需要查找程序中的错误，这就需要利用调试工具来帮助你进行程序的调试，当然目前有许多调试工具，而集成在VC 中的调试工具以其强大的功能，一定使你爱不释手。下面我们先来介绍VC 中的调试工具的使用（以下内容均以VC 6.0为例）。
1 VC调试工具
1．1 调试环境的建立
在VC 中每当建立一个工程(Project)时,VC 都会自动建立两个版本：Release 版本,和Debug 版本,正如其字面意思所说的，Release 版本是当程序完成后,准备发行时用来编译的版本,而Debug 版本是用在开发过程中进行调试时所用的版本。
DEBUG 版本当中，包含着MICROSOFT 格式的调试信息，不进行任何代码优化，而在RELEASE 版本对可执行程序的二进制代码进行了优化，但是其中不包含任何的调试信息。
在新建立的工程中，你所看到是DEBUG 版本，若要选择RELEASE 版本，可以选择菜单PROJECT 中的SETTING 命令，这时屏幕上面弹出PROJECTSETTEING 对话框，在SETTING FOR 下拉列表中选择RELEASE，按OK 退出,如图4.1。

图4.1

在调试程序的时候必须使用DEBUG 版本， 我们可以在ProjectSetting 对话框的C/C++页中设置调试选项。

图4.2

各个选项的含意如下：
Ø Program Database 表示产生一个存储程序信息的数据文件(.PDB), 它包含了类型信息和符号化的调试信息；
Ø Line Numbers Only 表示程序经过编译和链接产生的.OBJ 或.EXE文件仅仅包含全局和外部符号以及行号信息；
Ø C7 Compatible 表示产生一个.OBJ 或.EXE 文件行号信息以及符号化的调试信息；
Ø None 表示不产生任何调试信息。

1．2 调试的一般过程
调试，说到底就是在程序的运行过程的某一阶段观测程序的状态,而在一般情况下程序是连续运行的，所以我们必须使程序在某一地点停下来。所以我们所做的第一项工作就是设立断点。其次,再运行程序,当程序在设立断点处停下来时,再利用各种工具观察程序的状态。程序在断点停下来后，有时我们需要按我们的要求控制程序的运行，以进一步观测程序的流向，所以下面我们依次来介绍断点的设置，如何控制程序的运行以及各种观察工具的利用。
1．3 如何设置断点
在VC 中，你可以设置多种类型的断点，我们可以根据断点起作用的方式把这些断点分为三类:
1、与位置有关的断点；
2、与逻辑条件有关的断点
3、与WINDOWS 消息有关的断点
下面我们分别介绍这三类断点。首先我们介绍与位置有关的断点。
1、 最简单的是设置一般位置断点，你只要把光标移到你要设断点的位置，当然这一行必须包含一条有效语句的；然后按工具条上的add/remove breakpoint 按钮或按快捷键F9；这时你将会在屏幕上看到在这一行的左边出现一个红色的圆点表示这儿设立了一个断点。

图4.3

2 、有的时候你可能并不需要程序每次运行到这儿都停下来，而是在满足一定条件的情况下才停下来，这时你就需要设置一种与位置有关的逻辑断点。要设置这种断点我们只需要从EDIT 菜单中选中breakpoint 命令， 这时Breakpoints 对话框将会出现在屏幕上。选中Breakpoints 对话框中的Location标签，使Location页面弹出，如图4.4

图4.4
单击Condition… 按钮，弹出Breakpoint Condition对话框，在Expression 编辑框中写出你的逻辑表达式，如X>=3 或a+b>25,最后按OK 返回。

图4.5
这种断点主要是由其位置发生作用的，但也结合了逻辑条件，使之更灵活。

3、有时我们需要更深入地调试程序，我们需要进入程序的汇编代码，因此我们需要在在汇编代码上设立断点：要设立这种断点我们只需从View 菜单中选Debug window 命令 ，
图4.6
再选Disassembly 子命令，这时汇编窗口将会出现在屏幕上。

图4.7
在图4.7 中的汇编窗口中你将看到对应于源程序的汇编代码，其中源程序是用黑体字显示，下面是且对应的汇编代码。要设立断点，我们只需将光标移到你想设断点处然后点击工具条上的Insert/RemoveBreakpoints 按钮，此后你将会看到一个红圆点出现在该汇编代码的右边。

图4.8
上面所讲的断点主要是由于其位置发挥作用的，即当程序运行到设立断点的地方时程序将会停下来。但有时我们设立只与逻辑条件有关的断点，而与位置无关。所以下面介绍一下与逻辑条件有关的断点。
（1）逻辑条件触发断点的设置：
ü 从EDIT 菜单中选中breakpoint 命令，这时屏幕上将会出现Breakpoint 对话框。

图4.9
ü 选中Breakpoint 对话框中的DATA 标签，对应的页面将会弹出

图4.10
在图4.10 的DATA 页面中的Expression 编辑框中写出你的逻辑表达式，如(X==3);

图4.11
ü 最后按OK 返回。
其他几种断点的设置的方法都与之类似。我们一一加以说明。
（2）监视表达式发生变化断点：
ü 从EDIT 菜单中选中breakpoint 命令，这时屏幕上将会出现Breakpoint 对话框。
ü 选中Breakpoint 对话框中的DATA 标签，对应的页面将会弹出
ü 在Expression 编辑框中写出你需要监视的表达式
ü 最后按OK 键返回。
（3）监视数组发生变化的断点：
ü l从EDIT 菜单中选中breakpoint 命令，这时屏幕上将会 出现Breakpoint 对话框。
ü l选中Breakpoint 对话框中的DATA 标签，对应的页面将会弹出l
ü 在Expression 编辑框中写出你需要监视数组名；
ü l在Number of Elements 编辑框输入你需要监视数组元素的个数；
ü 按OK 键返回。
（4）监视由指针指向的数组发生变化的断点：
ü 从EDIT 菜单中选中breakpoint 命令，这时在屏幕上将会出现Breakpoint 对话框。
ü 选中Breakpoint 对话框中的DATA 标签；
ü 在Expression 编辑框中输入形如*pointname,其中*pointname 为指针变量名；
ü 在Number of Elements 编辑框输入你需要监视数组元素的个数；
ü 按OK 键返回。
（5）监视外部变量发生变化的断点：
ü l 从EDIT 菜单中选中breakpoint 命令这时屏幕上将会出现Breakpoint 对话框；
ü l 选中Breakpoint 对话框中的DATA 标签；
ü l 在Expression 编辑框中输入变量名；
ü l 点击在Expression 编辑框的右边的下拉键头；
ü l 选取Advanced 选项，这时Advanced Breakpoint 对话框出现；
ü l 在context 框中输入对应的函数名和(如果需要的话)文件名；
ü l 按OK 键关闭Advanced Breakpoint 对话框。
ü l 按OK 键关闭Breakpoints 对话框。
（6）在讲了位置断点和逻辑断点之后我们再讲一下与WINDOWS 消息有关的断点。
注意：此类断点只能工作在x86 或 Pentium 系统上。
ü l 从EDIT 菜单中选中breakpoint 命令，这时屏幕上将会出现Breakpoint 对话框；
ü l 选中Breakpoint 对话框中的MESSAGE 标签，对应的页面将会弹出；
ü l 在Break At WndProc 编辑框中输入Windows 函数的名称；
ü l 在Set One Breakpoint From Each Message To Watch 下拉列表框中选择对应的消息；
ü l 按OK 返回。
1．4 控制程序的运行
上面我们讲了如何设置各类断点，下面我们来介绍如何控制程序的运行。当我们从菜单Build 到子菜单Start Debuging 选择Go 程序开始运行在Debug 状态下，程序会由于断点而停顿下来后，可以看到有一个小箭头，它指向即将执行的代码。

图4.12
随后，我们就可以按要求来控制程序的运行：其中有四条命令：Step over, step Into , Step Out ,Run to Cursor。

图4.13
在图4.13 中:
ü Step over 的功能是运行当前箭头指向的代码(只运行一条代码)。
ü Step Into 的功能是如果当前箭头所指的代码是一个函数的调用，则用Step Into 进入该函数进行单步执行。
ü Step Out 的功能是如当前箭头所指向的代码是在某一函数内，用它使程序运行至函数返回处。
ü Run to Cursor 的功能是使程序运行至光标所指的代码处。
1．5 查看工具的使用
调试过程中最重要的是要观察程序在运行过程中的状态，这样我们才能找出程序的错误之处。这里所说的状态包括各变量的值，寄存中的值,内存中的值，堆栈中的值 ，为此我们需要利用各种工具来帮助我们察看程序的状态。
¨ 弹出式调试信息泡泡(Data Tips Pop_up Information)。当程序在断点停下来后，要观察一个变量或表达式的值的最容易的方法是利用调试信息泡泡。要看一个变量的值，只需在源程序窗口中，将鼠标放到该变量上,你将会看到一个信息泡泡弹出，其中显示出该变量的值。

图4.14
要查看一个表达式的值，先选中该表达式，仍后将鼠标放到选中的表达式上，同样会看到一个信息泡泡弹出以显示该表达式的值如图4.15 所示。

图4.15
ü 变量窗口(VARIABLE WINDOW)。
在VIEW 菜单，Debug window 选 Variables window; 变量窗口将出现在屏幕上。其中显示着变量名及其对应的值。你将会看到在变量观察窗口的下部有三个标签：AUTO ,LOCAL,THIS 选中不同的标签，不同类型的变量将会显示在该窗口中。

图4.16
ü 观察窗口(WATCH WINDOW)：
在VIEW 菜单，选择Debug window 命令，Watch window 子命令。这时变量窗口将出现在屏幕上。

图4.17
在图4.17 的观察窗口中双击Name 栏的某一空行，输入你要查看的变量名或表达式。

图4.18
回车后你将会看到对应的值。观察窗口可有多页，分别对应于标签Watch1,Watch2,Watch3 等等。假如你输入的表达式是一个结构或是一个对象，你可以用鼠标点取表达式右边的形如 + ，以进一步观察其中的成员变量的值如图4.19。

图4.19
ü 快速查看变量对话框(quick watch)；
在快速查看变量对话框中你可以象利用观察窗口一样来查看变量或表达式的值。但我们还可以利用它来改变运行过程中的变量，具体操作如下：
(1) 在Debug 菜单，选择Quick Watch 命令，这时屏幕上将会出现Quick Watch 对话框；

图4.20
（2） 在Expression 编辑框中输入变量名，按回车；

图4.21
（3）在Current Value 格子中将出现变量名及其当前对应的值如图4.22:

图4.22
（4）如要改变该变量的值只需双击该变量对应的Name 栏，输入你要改变的值；
（5）如要把该变量加入到观察窗口中，点击Add watch 按钮；
（6）点击Close 按钮返回；
ü 我们还可以直接查看内存中的值
（1）从View 菜单中选取Debug windows 及Memory 子命令。MemoryWindow 出现；

图4.23
（2）在Address 编辑框中输入你要查看的内存地址，回车。对应内存地址中的值将显示在Memory window 的窗口中。

图4.24
ü ¨ 在调试过程中，有时我们需要查看或修改寄存器中的值。我们只需：
（1） 从View 菜单中选取Debug window 及 Registers 子选项。Registers 窗口出现。在Registers 窗口中，信息以 Register = Value的形式显示，其中Register 代表寄存器的名字，Value 代表寄存器中的值。

图4.25
（2）如果你要修改某一个寄存器的值，用TAB 键，或鼠标将光标移到你想改变的值的右边，然后输入你想要的值。回车返回。
在寄存器中，有一类特殊的寄存器称为标志寄存器，其中有八个标志位：
OV 是溢出标志；
UP 是方向标志；
EI 是中断使能标志；
Sign 是符号标志，
Zero 是零标志。
Parity 是奇偶较验标志。
Carry 是进位标志。