【摘要】程式設計初者學會IDE（整合開發環境）中提供的除錯工具，是一件非常重要的事。本文在初學者有初步的程式設計體驗（只需要掌握到控制結構）為前提，介紹了單步執行、斷點設定及觀察程式執行情況的方法，並配有練習的建議，方便讀者的學習。

　　在編寫程式中，尤其是完成一個工程的過程中，通過編譯的程式往往也會存在錯誤(bug)。這種錯誤是執行錯誤和邏輯錯誤，比語法錯誤更隱蔽，更危險。
　　如何找出這些錯誤？在冗長的程式碼中，找出這些錯誤來並不總是一件容易的事。排錯(debug)是一件程式設計師不得不面對的麻煩事，但真正的程式設計師會把與bug戰鬥當成自己的神聖使命。
　　除錯程式是程式設計師應該具備的基本能力。在學習編寫程式過程中，學會除錯程式是最實用的技能之一。可以純粹依靠人工，一行一行，或一塊一塊地檢查，思考，很累人。也可以像現有的各種教材及課堂教學中介紹的，輸出變數及中間變數（用輸出語句cout<<...;），以觀察執行結果及執行的中間結果。這種方法簡潔方便，但增加了寫程式碼的維護量，同時，有時並不能方便地找到問題所在。
　　在實際的工作中，除錯工作常用IDE（整合開發環境，如VC++6.0）提供的工具進行。本文旨在指導同學們初步學會利用VC++6.0除錯程式的方法，學會單步執行程式和使用斷點的方法，並在過程中觀察執行環境（最重要的是變數）的變化，從而在今後能夠高效地完成程式的除錯。

　　一、認識除錯功能
　　在組建(build)選單中，點選開始除錯(start debug)，在其下級子選單中，包含了啟動偵錯程式執行的各項子命令（如圖1所示）
　　
　　　　　　　　　　　　圖1 開始除錯選單

　　各子命令及其功能如下：　

• Go：從程式中的當前語句開始執行，直到遇到斷點（後面講）或遇到程式結束。
• Step Into：控制程式單步執行，並在遇到函式呼叫時進入函式內部。
• Run to Cursor：在除錯執行程式時，使程式執行到當前游標所在位置時停止，相當於設定了一個臨時斷點。

　　二、單步除錯程式碼
　　利用圖1選單中的Step into功能或按F11鍵，進入單步除錯狀態，有一個箭頭指向程式的第一行，每按一次F11鍵，程式再向前執行一行語句，如圖2所示。
　　
　　　　　　　　　　　　圖2 開始除錯後的介面

　　我們對圖2的介面進行觀察。

　　首先，選單中增加一個除錯（debug）選單，如圖中①處，下面是選單中的部分功能（滑鼠浮到上面時，會有提示，請試一試。）

• Step Into(F11)：單步除錯程式，遇到呼叫函式時，進入函式內部逐步執行；
• Step Over(F10)：也是單步除錯程式，遇到呼叫函式時，並不進入函式內容執行；
• Step Out：除錯程式時，從正在執行的某個巢狀結構的內部跳到該結構的外部，常用於知道呼叫函式中不存在錯誤的情況；
• Run to Cursor(CTRL-F10)：除錯程式時，直接執行到插入點處。

　　其次，和當前正在執行的語句相關的變數，以及其當前的值顯示在了②處。 

　　再次，黃色箭頭代表了正在執行的位置。

　　【練習1】

　　下面，針對求1+2+3+...+100的程式，體驗單步執行。步驟：
　　(1)編寫如圖所示求1+2+3+...+100的程式，排除編譯錯誤；
　　(2)按前述開始單步執行，用“Step Into(F11)”持續執行，在執行過程中，注意觀察變數的變化。

• 除錯中，要將自己的預期和計算機執行的結果進行比較，當發現不一致，恭喜，問題找到了。
• 本程式迴圈要執行100次！有的程式進入迴圈要執行的次數更多，而初步跟蹤確定迴圈不可能出問題，需要快速“跳出”迴圈。將游標移到迴圈後，用“Run to Cursor”，程式即執行到游標處。
• 在cout<<...一行繼續F11，會嚇人一跳，出現的介面是：

　　
　　　　　圖3 程式會執行到“看不懂”的程式碼中去，用Step Out功能退出
　　這是因為F11的單步執行，進入到了實現cout功能的程式碼中去了（教訓：以後再到這兒，切記用Step Over(F10)，而不是Step Into(F11)），此時請用Step Out功能可以退出。

　　【練習2】再將上面的過程進行幾遍，熟練上述過程，學會觀察，會靈活使用Step Over(F10)、Step Into(F11)、Step Out和Run to Cursor處理。

　　提示：Step Over(F10)和Step Into(F11)的區別將在學習函式後更加明確，需要跟蹤自定義函式內部程式碼時，用Step Into(F11)，不需要跟蹤時，就Over過去了。

　　【練習3】將游標置於程式中某一語句上，用Run to Cursor(快捷鍵CTRL-F10)，看看發生什麼現象——直接執行到了游標處！這是一種快速觀察的方法。（PS：本練習受1樓博友留言啟發加上，表示感謝。）

　　三、設定斷點和斷點應用
　　斷點是程式執行需要中斷的地方。可以讓程式中斷在需要的地方，從而方便其分析。
　　有兩種設定斷點的方法，如圖4所示：

• 將游標移到需要設定斷點的程式行，點選工具欄上的“手型”按鈕設定斷點。
• 利用滑鼠右鍵設定：在程式行前的空白欄內點滑鼠右鍵，選擇選單中的Insert/Remove Breakpoints選項可以設定斷點。

　　
　　　　　　　　　　圖4設定斷點及相關工具

　　設定了斷點的程式行前會出現一個黑色的實心圓圈。

　　取消斷點用同樣的按鈕和選單。
　　Go(F5)命令從程式中的當前語句開始執行，直到遇到斷點（後面講）或遇到程式結束。

　　【練習4】在程式中隨意設定和取消斷點（一個程式中可以根據需要設定多個斷點），然後用Go命令(F5)執行，觀察變數及程式流程的變化。
　　技巧：在除錯的過程中，可以直接使用Run to Cursor，從而避免多次的用Step Into/Over等命令。如果設定了斷點，直接執行程式就可以在斷點處停止，從而避免程式設計師總得關注游標的位置。一個程式中可以設多個斷點，這也為程式設計師提供了方便。

　　四、用好快捷鍵和“除錯”工具欄
　　在使用中記住各功能的快捷鍵，這將提高你的工作效率。快捷鍵可以從選單中看到。
　　可以在工具欄處點右鍵，選擇“除錯”工具欄，如圖5，工具欄也可以方便你的工作。
　　
　　圖5 除錯工具欄

　　【練習5】將工具欄中的功能都點一點，看一看，想一想，但不求甚解。隨著學習的深入，我們會逐步掌握。

　　五、程式除錯方法小結
　　上面僅介紹了程式除錯的基本方法，但靈活運用可以為編寫出正確的程式提供強大的支撐。
　　隨著經驗的增加，簡短且演算法簡單的程式你可能憑觀察就知一二。對需要觀察其執行過程的程式，可以這樣做：

• 增加必要的斷點（當然，嫌疑解除後去除斷點）；
• 如果必要，新增監視，以便於觀察一些表示式的值；
• 用Step Into、Step Over、Step Out或Run to Cursor等的組合，跟蹤程式執行的過程
• 在執行過程中，和自己對執行結果的預期結合起來，思考程式可能出現的問題。
• 需要退出程式時，使用除錯選單中的“Stop Debugging”選項終止執行。這時再修改程式。
• 如果程式執行異常，一定要告訴自己：程式中一定有bug，不是機器的錯，我得找出bug來，Bug也一定會被你找出來。

【實踐1】利用單步執行、設定斷點等手段，觀察下面程式執行的過程

1.

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
   int a=1,b=2,c=3;
   if(a<=c)
     if(b==c)
       cout<<"a="<<a<<endl;
     else
       cout<<"b="<<b<<endl;
   cout<<"c="<<c<<endl;
   return 0;      
}

2.

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int x=1,a=0,b=0;
    switch (x)  
    { 
       case 0: a++; break;
       case 1: b++;
       case 2: a++; b++; break;
       case 3: a++; b++;
    }
    cout<<"a="<<a<<",b="<<b<<endl;
    return 0;
}

3.

#include <iostream>
using namespace std;
 int main ( )
{  
	int  i , j, s=0;
	for (i=1; i<=4; i++)
	{
		for( j=1; j<=i; j++)
			s=s+1;
	}
	cout<<”s=”<<s<<endl;
	return  0;
}

4.

#include <iostream>
using namespace std;
 int  main()  
{
	int number=1024,digit;
	do
	{
		digit=number%10;
		number=number/10;
		cout<<digit;
	} while(number>0);
	cout<<endl;
	return 0;
}

　　【實踐2】選擇一個你以前做的程式，請你的同學在你的程式中作兩處改動，使其可能會造成邏輯錯誤（如兩數交換的程式中將a=b;和b=t;兩條語句換一下順序），你利用自己的思考和除錯工具將程式改正過來。