VC調(diào)試入門(mén)


作者：阿榮

概述
調(diào)試是一個(gè)程序員最基本的技能，其重要性甚至超過(guò)學(xué)習(xí)一門(mén)語(yǔ)言。不會(huì)調(diào)試的程序員就意味著他即使會(huì)一門(mén)語(yǔ)言，卻不能編制出任何好的軟件。
這里我簡(jiǎn)要的根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)列出調(diào)試中比較常用的技巧，希望對(duì)大家有用。
本文約定，在選擇菜單時(shí)，通過(guò)/表示分級(jí)菜單，例如File/Open表示頂級(jí)菜單File的子菜單Open。
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設(shè)置
為了調(diào)試一個(gè)程序，首先必須使程序中包含調(diào)試信息。一般情況下，一個(gè)從AppWizard創(chuàng)建的工程中包含的Debug Configuration自動(dòng)包含調(diào)試信息，但是是不是Debug版本并不是程序包含調(diào)試信息的決定因素，程序設(shè)計(jì)者可以在任意的Configuration中增加調(diào)試信息，包括Release版本。
為了增加調(diào)試信息，可以按照下述步驟進(jìn)行：

• 打開(kāi)Project settings對(duì)話框（可以通過(guò)快捷鍵ALT+F7打開(kāi)，也可以通過(guò)IDE菜單Project/Settings打開(kāi))
• 選擇C/C++頁(yè)，Category中選擇general ，則出現(xiàn)一個(gè)Debug Info下拉列表框，可供選擇的調(diào)試信息 方式包括：
  　

  命令行	Project settings	說(shuō)明
  無(wú)	None	沒(méi)有調(diào)試信息
  /Zd	Line Numbers Only	目標(biāo)文件或者可執(zhí)行文件中只包含全局和導(dǎo)出符號(hào)以及代碼行信息，不包含符號(hào)調(diào)試信息
  /Z7	C 7.0- Compatible	目標(biāo)文件或者可執(zhí)行文件中包含行號(hào)和所有符號(hào)調(diào)試信息，包括變量名及類型，函數(shù)及原型等
  /Zi	Program Database	創(chuàng)建一個(gè)程序庫(kù)(PDB)，包括類型信息和符號(hào)調(diào)試信息。
  /ZI	Program Database for Edit and Continue	除了前面/Zi的功能外，這個(gè)選項(xiàng)允許對(duì)代碼進(jìn)行調(diào)試過(guò)程中的修改和繼續(xù)執(zhí)行。這個(gè)選項(xiàng)同時(shí)使#pragma設(shè)置的優(yōu)化功能無(wú)效

  
  
• 選擇Link頁(yè)，選中復(fù)選框"Generate Debug Info"，這個(gè)選項(xiàng)將使連接器把調(diào)試信息寫(xiě)進(jìn)可執(zhí)行文件和DLL
• 如果C/C++頁(yè)中設(shè)置了Program Database以上的選項(xiàng)，則Link incrementally可以選擇。選中這個(gè)選項(xiàng)，將使程序可以在上一次編譯的基礎(chǔ)上被編譯（即增量編譯），而不必每次都從頭開(kāi)始編譯。

斷點(diǎn)
斷點(diǎn)是調(diào)試器設(shè)置的一個(gè)代碼位置。當(dāng)程序運(yùn)行到斷點(diǎn)時(shí)，程序中斷執(zhí)行，回到調(diào)試器。斷點(diǎn)是 最常用的技巧。調(diào)試時(shí)，只有設(shè)置了斷點(diǎn)并使程序回到調(diào)試器，才能對(duì)程序進(jìn)行在線調(diào)試。

設(shè)置斷點(diǎn)：可以通過(guò)下述方法設(shè)置一個(gè)斷點(diǎn)。首先把光標(biāo)移動(dòng)到需要設(shè)置斷點(diǎn)的代碼行上，然后

• 按F9快捷鍵
• 彈出Breakpoints對(duì)話框，方法是按快捷鍵CTRL+B或ALT+F9，或者通過(guò)菜單Edit/Breakpoints打開(kāi)。打開(kāi)后點(diǎn)擊Break at編輯框的右側(cè)的箭頭，選擇 合適的位置信息。一般情況下，直接選擇line xxx就足夠了，如果想設(shè)置不是當(dāng)前位置的斷點(diǎn)，可以選擇Advanced，然后填寫(xiě)函數(shù)、行號(hào)和可執(zhí)行文件信息。

去掉斷點(diǎn)：把光標(biāo)移動(dòng)到給定斷點(diǎn)所在的行，再次按F9就可以取消斷點(diǎn)。同前面所述，打開(kāi)Breakpoints對(duì)話框后，也可以按照界面提示去掉斷點(diǎn)。

條件斷點(diǎn)：可以為斷點(diǎn)設(shè)置一個(gè)條件，這樣的斷點(diǎn)稱為條件斷點(diǎn)。對(duì)于新加的斷點(diǎn)，可以單擊Conditions按鈕，為斷點(diǎn)設(shè)置一個(gè)表達(dá)式。當(dāng)這個(gè)表達(dá)式發(fā)生改變時(shí)，程序就 被中斷。底下設(shè)置包括“觀察數(shù)組或者結(jié)構(gòu)的元素個(gè)數(shù)”，似乎可以設(shè)置一個(gè)指針?biāo)赶虻膬?nèi)存區(qū)的大小，但是我設(shè)置一個(gè)比較的值但是改動(dòng) 范圍之外的內(nèi)存區(qū)似乎也導(dǎo)致斷點(diǎn)起效。最后一個(gè)設(shè)置可以讓程序先執(zhí)行多少次然后才到達(dá)斷點(diǎn)。

數(shù)據(jù)斷點(diǎn)：數(shù)據(jù)斷點(diǎn)只能在Breakpoints對(duì)話框中設(shè)置。選擇“Data”頁(yè)，就顯示了設(shè)置數(shù)據(jù)斷點(diǎn)的對(duì)話框。在編輯框中輸入一個(gè)表達(dá)式，當(dāng)這個(gè) 表達(dá)式的值發(fā)生變化時(shí)，數(shù)據(jù)斷點(diǎn)就到達(dá)。一般情況下，這個(gè)表達(dá)式應(yīng)該由運(yùn)算符和全局變量構(gòu)成，例如：在編輯框中輸入 g_bFlag這個(gè)全局變量的名字，那么當(dāng)程序中有g(shù)_bFlag= !g_bFlag時(shí)，程序就將停在這個(gè)語(yǔ)句處。

消息斷點(diǎn)：VC也支持對(duì)Windows消息進(jìn)行截獲。他有兩種方式進(jìn)行截獲：窗口消息處理函數(shù)和特定消息中斷。
在Breakpoints對(duì)話框中選擇Messages頁(yè)，就可以設(shè)置消息斷點(diǎn)。如果在上面那個(gè)對(duì)話框中寫(xiě)入消息處理函數(shù)的名字，那么 每次消息被這個(gè)函數(shù)處理，斷點(diǎn)就到達(dá)（我覺(jué)得如果采用普通斷點(diǎn)在這個(gè)函數(shù)中截獲，效果應(yīng)該一樣）。如果在底下的下拉 列表框選擇一個(gè)消息，則每次這種消息到達(dá)，程序就中斷。

值
Watch
VC支持查看變量、表達(dá)式和內(nèi)存的值。所有這些觀察都必須是在斷點(diǎn)中斷的情況下進(jìn)行。
觀看變量的值最簡(jiǎn)單，當(dāng)斷點(diǎn)到達(dá)時(shí)，把光標(biāo)移動(dòng)到這個(gè)變量上，停留一會(huì)就可以看到變量的值。
VC提供一種被成為Watch的機(jī)制來(lái)觀看變量和表達(dá)式的值。在斷點(diǎn)狀態(tài)下，在變量上單擊右鍵，選擇Quick Watch， 就彈出一個(gè)對(duì)話框，顯示這個(gè)變量的值。
單擊Debug工具條上的Watch按鈕，就出現(xiàn)一個(gè)Watch視圖（Watch1,Watch2,Watch3,Watch4），在該視圖中輸入變量或者表達(dá)式，就可以觀察 變量或者表達(dá)式的值。注意：這個(gè)表達(dá)式不能有副作用，例如++運(yùn)算符絕對(duì)禁止用于這個(gè)表達(dá)式中，因?yàn)檫@個(gè)運(yùn)算符將修改變量的值，導(dǎo)致 軟件的邏輯被破壞。

Memory
由于指針指向的數(shù)組，Watch只能顯示第一個(gè)元素的值。為了顯示數(shù)組的后續(xù)內(nèi)容，或者要顯示一片內(nèi)存的內(nèi)容，可以使用memory功能。在 Debug工具條上點(diǎn)memory按鈕，就彈出一個(gè)對(duì)話框，在其中輸入地址，就可以顯示該地址指向的內(nèi)存的內(nèi)容。

Varibles
Debug工具條上的Varibles按鈕彈出一個(gè)框，顯示所有當(dāng)前執(zhí)行上下文中可見(jiàn)的變量的值。特別是當(dāng)前指令涉及的變量，以紅色顯示。

寄存器
Debug工具條上的Reigsters按鈕彈出一個(gè)框，顯示當(dāng)前的所有寄存器的值。

進(jìn)程控制
VC允許被中斷的程序繼續(xù)運(yùn)行、單步運(yùn)行和運(yùn)行到指定光標(biāo)處，分別對(duì)應(yīng)快捷鍵F5、F10/F11和CTRL+F10。各個(gè)快捷鍵功能如下：
　

快捷鍵	說(shuō)明
F5	繼續(xù)運(yùn)行
F10	單步，如果涉及到子函數(shù)，不進(jìn)入子函數(shù)內(nèi)部
F11	單步，如果涉及到子函數(shù)，進(jìn)入子函數(shù)內(nèi)部
CTRL+F10	運(yùn)行到當(dāng)前光標(biāo)處。

Call Stack
調(diào)用堆棧反映了當(dāng)前斷點(diǎn)處函數(shù)是被那些函數(shù)按照什么順序調(diào)用的。單擊Debug工具條上的Call stack就顯示Call Stack對(duì)話框。在CallStack對(duì)話框中顯示了一個(gè)調(diào)用系列，最上面的是當(dāng)前函數(shù)，往下依次是調(diào)用函數(shù)的上級(jí)函數(shù)。單擊這些函數(shù)名可以跳到對(duì)應(yīng)的函數(shù)中去。

其他調(diào)試手段
系統(tǒng)提供一系列特殊的函數(shù)或者宏來(lái)處理Debug版本相關(guān)的信息，如下：

宏名/函數(shù)名	說(shuō)明
TRACE	使用方法和printf完全一致，他在output框中輸出調(diào)試信息
ASSERT	它接收一個(gè)表達(dá)式，如果這個(gè)表達(dá)式為T(mén)RUE，則無(wú)動(dòng)作，否則中斷當(dāng)前程序執(zhí)行。對(duì)于系統(tǒng)中出現(xiàn)這個(gè)宏 導(dǎo)致的中斷，應(yīng)該認(rèn)為你的函數(shù)調(diào)用未能滿足系統(tǒng)的調(diào)用此函數(shù)的前提條件。例如，對(duì)于一個(gè)還沒(méi)有創(chuàng)建的窗口調(diào)用SetWindowText等。
VERIFY	和ASSERT功能類似，所不同的是，在Release版本中，ASSERT不計(jì)算輸入的表達(dá)式的值，而VERIFY計(jì)算表達(dá)式的值。

關(guān)注
一個(gè)好的程序員不應(yīng)該把所有的判斷交給編譯器和調(diào)試器，應(yīng)該在程序中自己加以程序保護(hù)和錯(cuò)誤定位，具體措施包括：

• 對(duì)于所有有返回值的函數(shù)，都應(yīng)該檢查返回值，除非你確信這個(gè)函數(shù)調(diào)用絕對(duì)不會(huì)出錯(cuò)，或者不關(guān)心它是否出錯(cuò)。
• 一些函數(shù)返回錯(cuò)誤，需要用其他函數(shù)獲得錯(cuò)誤的具體信息。例如accept返回INVALID_SOCKET表示accept失敗，為了查明 具體的失敗原因，應(yīng)該立刻用WSAGetLastError獲得錯(cuò)誤碼，并針對(duì)性的解決問(wèn)題。
• 有些函數(shù)通過(guò)異常機(jī)制拋出錯(cuò)誤，應(yīng)該用TRY-CATCH語(yǔ)句來(lái)檢查錯(cuò)誤
• 程序員對(duì)于能處理的錯(cuò)誤，應(yīng)該自己在底層處理，對(duì)于不能處理的，應(yīng)該報(bào)告給用戶讓他們決定怎么處理。如果程序出了異常， 卻不對(duì)返回值和其他機(jī)制返回的錯(cuò)誤信息進(jìn)行判斷，只能是加大了找錯(cuò)誤的難度。

另外：VC中要編制程序不應(yīng)該一開(kāi)始就寫(xiě)cpp/h文件，而應(yīng)該首先創(chuàng)建一個(gè)合適的工程。因?yàn)橹挥羞@樣，VC才能選擇合適的編譯、連接 選項(xiàng)。對(duì)于加入到工程中的cpp文件，應(yīng)該檢查是否在第一行顯式的包含stdafx.h頭文件，這是Microsoft Visual Studio為了加快編譯 速度而設(shè)置的預(yù)編譯頭文件。在這個(gè)#include "stdafx.h"行前面的所有代碼將被忽略，所以其他頭文件應(yīng)該在這一行后面被包含。
對(duì)于.c文件，由于不能包含stdafx.h，因此可以通過(guò)Project settings把它的預(yù)編譯頭設(shè)置為“不使用”，方法是：

• 彈出Project settings對(duì)話框
• 選擇C/C++
• Category選擇Precompilation Header
• 選擇不使用預(yù)編譯頭