【摘要】程序设计初者学会IDE（集成开发环境）中提供的调试工具，是一件非常重要的事。本文在初学者有初步的程序设计体验（只需要掌握到控制结构）为前提，介绍了单步执行、断点设置及观察程序运行情况的方法，并配有练习的建议，方便读者的学习。
（相关博文：CodeBlocks调试功能快捷教程）
在编写程序中，尤其是完成一个工程的过程中，通过编译的程序往往也会存在错误(bug)。这种错误是运行错误和逻辑错误，比语法错误更隐蔽，更危险。
如何找出这些错误？在冗长的代码中，找出这些错误来并不总是一件容易的事。排错(debug)是一件程序员不得不面对的麻烦事，但真正的程序员会把与bug战斗当成自己的神圣使命。
调试程序是程序员应该具备的基本能力。在学习编写程序过程中，学会调试程序是最实用的技能之一。可以纯粹依靠人工，一行一行，或一块一块地检查，思考，很累人。也可以像现有的各种教材及课堂教学中介绍的，输出变量及中间变量（用输出语句cout<<...;），以观察运行结果及运行的中间结果。这种方法简洁方便，但增加了写代码的维护量，同时，有时并不能方便地找到问题所在。
在实际的工作中，调试工作常用IDE（集成开发环境，如VC++6.0）提供的工具进行。本文旨在指导同学们初步学会利用VC++6.0调试程序的方法，学会单步运行程序和使用断点的方法，并在过程中观察运行环境（最重要的是变量）的变化，从而在今后能够高效地完成程序的调试。
一、认识调试功能
在组建(build)菜单中，点击开始调试(start debug)，在其下级子菜单中，包含了启动调试器运行的各项子命令（如图1所示）
图1 开始调试菜单
各子命令及其功能如下：
- Go：从程序中的当前语句开始执行，直到遇到断点（后面讲）或遇到程序结束。
- Step Into：控制程序单步执行，并在遇到函数调用时进入函数内部。
- Run to Cursor：在调试运行程序时，使程序运行到当前光标所在位置时停止，相当于设置了一个临时断点。
二、单步调试代码
利用图1菜单中的Step into功能或按F11键，进入单步调试状态，有一个箭头指向程序的第一行，每按一次F11键，程序再向前执行一行语句，如图2所示。
图2 开始调试后的界面
我们对图2的界面进行观察。
首先，菜单中增加一个调试（debug）菜单，如图中①处，下面是菜单中的部分功能（鼠标浮到上面时，会有提示，请试一试。）- Step Into(F11)：单步调试程序，遇到调用函数时，进入函数内部逐步执行；
- Step Over(F10)：也是单步调试程序，遇到调用函数时，并不进入函数内容执行；
- Step Out：调试程序时，从正在执行的某个嵌套结构的内部跳到该结构的外部，常用于知道调用函数中不存在错误的情况；
- Run to Cursor(CTRL-F10)：调试程序时，直接运行到插入点处。
其次，和当前正在执行的语句相关的变量，以及其当前的值显示在了②处。
再次，黄色箭头代表了正在执行的位置。
【练习1】
下面，针对求1+2+3+...+100的程序，体验单步执行。步骤：(1)编写如图所示求1+2+3+...+100的程序，排除编译错误；
(2)按前述开始单步执行，用“Step Into(F11)”持续执行，在执行过程中，注意观察变量的变化。
- 调试中，要将自己的预期和计算机执行的结果进行比较，当发现不一致，恭喜，问题找到了。
- 本程序循环要执行100次！有的程序进入循环要执行的次数更多，而初步跟踪确定循环不可能出问题，需要快速“跳出”循环。将光标移到循环后，用“Run to Cursor”，程序即运行到光标处。
- 在cout<<...一行继续F11，会吓人一跳，出现的界面是：
图3 程序会运行到“看不懂”的代码中去，用Step Out功能退出
这是因为F11的单步运行，进入到了实现cout功能的代码中去了（教训：以后再到这儿，切记用Step Over(F10)，而不是Step Into(F11)），此时请用Step Out功能可以退出。
【练习2】再将上面的过程进行几遍，熟练上述过程，学会观察，会灵活使用Step Over(F10)、Step Into(F11)、Step Out和Run to Cursor处理。
提示：Step Over(F10)和Step Into(F11)的区别将在学习函数后更加明确，需要跟踪自定义函数内部代码时，用Step Into(F11)，不需要跟踪时，就Over过去了。
【练习3】将光标置于程序中某一语句上，用Run to Cursor(快捷键CTRL-F10)，看看发生什么现象——直接执行到了光标处！这是一种快速观察的方法。（PS：本练习受1楼博友留言启发加上，表示感谢。）
三、设置断点和断点应用
断点是程序执行需要中断的地方。可以让程序中断在需要的地方，从而方便其分析。
有两种设置断点的方法，如图4所示：
- 将光标移到需要设置断点的程序行，点击工具栏上的“手型”按钮设置断点。
- 利用鼠标右键设置：在程序行前的空白栏内点鼠标右键，选择菜单中的Insert/Remove Breakpoints选项可以设置断点。
图4设置断点及相关工具
设置了断点的程序行前会出现一个黑色的实心圆圈。
取消断点用同样的按钮和菜单。Go(F5)命令从程序中的当前语句开始执行，直到遇到断点（后面讲）或遇到程序结束。
【练习4】在程序中随意设置和取消断点（一个程序中可以根据需要设置多个断点），然后用Go命令(F5)执行，观察变量及程序流程的变化。
技巧：在调试的过程中，可以直接使用Run to Cursor，从而避免多次的用Step Into/Over等命令。如果设置了断点，直接运行程序就可以在断点处停止，从而避免程序员总得关注光标的位置。一个程序中可以设多个断点，这也为程序员提供了方便。
四、用好快捷键和“调试”工具栏
在使用中记住各功能的快捷键，这将提高你的工作效率。快捷键可以从菜单中看到。
可以在工具栏处点右键，选择“调试”工具栏，如图5，工具栏也可以方便你的工作。
图5 调试工具栏
【练习5】将工具栏中的功能都点一点，看一看，想一想，但不求甚解。随着学习的深入，我们会逐步掌握。
五、程序调试方法小结
上面仅介绍了程序调试的基本方法，但灵活运用可以为编写出正确的程序提供强大的支撑。
随着经验的增加，简短且算法简单的程序你可能凭观察就知一二。对需要观察其运行过程的程序，可以这样做：
- 增加必要的断点（当然，嫌疑解除后去除断点）；
- 如果必要，添加监视，以便于观察一些表达式的值；
- 用Step Into、Step Over、Step Out或Run to Cursor等的组合，跟踪程序执行的过程
- 在运行过程中，和自己对运行结果的预期结合起来，思考程序可能出现的问题。
- 需要退出程序时，使用调试菜单中的“Stop Debugging”选项终止执行。这时再修改程序。
- 如果程序执行异常，一定要告诉自己：程序中一定有bug，不是机器的错，我得找出bug来，Bug也一定会被你找出来。
【实践1】利用单步执行、设置断点等手段，观察下面程序执行的过程
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;
}
#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;
}
【实践2】选择一个你以前做的程序，请你的同学在你的程序中作两处改动，使其可能会造成逻辑错误（如两数交换的程序中将a=b;和b=t;两条语句换一下顺序），你利用自己的思考和调试工具将程序改正过来。
