03.05 -> 03.06

03DebugC++程序/3.6 使用集成调试器,单步调试.md

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 本章的剩余部分将用来学习如何使用调试器。
 
-### 提示
+> ### 提示
+>
+> 不要忽视学习使用调试器。随着你的程序变得越来越复杂，与你节省的查找和修复问题的时间相比，你花在学习有效使用集成调试器上的时间就显得微不足道了。
+>
+
+> ### 警告
+>
+> 在继续学习本课之前（以及后续和使用调试器相关的课程），请确保你的项目使用调试器配置进行编译(参考0.9节 -- 配置你的编译器--构建配置 章节)。如果你使用发布配置来编译你的项目，调试器的功能可能无法正常工作。
+>
+
+> ### 对于Code::Blocks用户
+>
+> 如果你使用的是Code::Blocks，你的调试器可能会或者不会被正确设置。让我们来检查一下。
+>
+> 首先，进入  设置菜单 -->> 调试器 -->> GDB/CDB debugger, 选择Default。应该打开以下对话框，看起来像这样
+>
+> ![img](https://blogimg.ficapy.com/learncpp/CB-DebuggingSetup-min.png)
+>
+> 如果你看到"可执行文件路径"的地方有一个大红条，那么你需要找到你的调试器。要做到这一点，点击“可执行路径”字段右边的按钮，在你的系统中找到gdb32.exe文件。存在于以下目录"*C:\Program Files (x86)\CodeBlocks\MinGW\bin\gdb32.exe*."。然后点击确定。
+>
+
+> ### 对于Code::Blocks用户
+>
+> 有报告称，Code::Blocks集成调试器(GDB)在识别一些包含空格或者非英文字符的路径时可能出现问题。如果你在学习这些课程的时候遇到问题，这可能是一个原因。
+>
 
-不要忽视学习使用调试器。随着你的程序变得越来越复杂，与你节省的查找和修复问题的时间相比，你花在学习有效使用集成调试器上的时间就显得微不足道了。
+# 单步调试
 
-### 警告
+我们要开始对调试器的探索，首先要研究一些调试工具，让我们能够控制程序的执行方式。
 
-在继续学习本课之前（以及后续和使用调试器相关的课程），请确保你的项目使用调试器配置进行编译(参考0.9节 -- 配置你的编译器--构建配置 章节)。如果你使用发布配置来编译你的项目，调试器的功能可能无法正常工作。
+`Stepping`是一组相关调试器功能的名称，它让我们逐条语句执行我们的代码。
 
-### 对于Code::Blocks用户
+还有一些相关的单步命令，我们将依次介绍
 
-如果你使用的是Code::Blocks，你的调试器可能会或者不会被正确设置。让我们来检查一下。
+# Step into
 
-首先，进入  设置菜单 -->> 调试器 -->> GDB/CDB debugger, 选择Default。应该打开以下对话框，看起来像这样
+`Step into`命令执行程序正常执行路径中的下一条语句，然后暂停程序的执行，这样我们就可以使用调试器检查程序的状态。如果正在执行的语句中包含一个函数调用，step会让程序跳转到被调用函数的顶端，在那里暂停执行。
 
-![img](https://blogimg.ficapy.com/learncpp/CB-DebuggingSetup-min.png)
+让我们来看看一个非常简单的程序：
 
-如果你看到"可执行文件路径"的地方有一个大红条，那么你需要找到你的调试器。要做到这一点，点击“可执行路径”字段右边的按钮，在你的系统中找到gdb32.exe文件。存在于以下目录"*C:\Program Files (x86)\CodeBlocks\MinGW\bin\gdb32.exe*."。然后点击确定。
+```c++
+#include <iostream>
 
-### 对于Code::Blocks用户
+void printValue(int value)
+{
+  std::cout << value << '\n';
+}
 
-有报告称，Code::Blocks集成调试器(GDB)在识别一些包含空格或者非英文字符的路径时可能出现问题。如果你在学习这些课程的时候遇到问题，这可能是一个原因。
+int main()
+{
+  printValue(5);
+  return 0;
+}
+```
 
-# 单步调试
+让我们使用step into命令来调试这个程序。
 
-我们要开始对调试器的探索，首先要研究一些调试工具，让我们能够控制程序的执行方式。
+首先，找到并执行一次单步调试命令。
 
-`Stepping`是一组相关调试器功能的名称，它让我们逐条语句执行我们的代码。
+> ### 对于Visual Studio用户
+>
+> 在Visual Studio中，可以通过 Debug -->> Step Into，或者按F11快捷键进入
+>
 
-还有一些相关的单步命令，我们将依次介绍
+> ### 对于Code::Blocks用户
+>
+> 在Code::Blocks中，可以通过Debug -->> Step Into，或者按Shift-F7快捷键进入
+>
 
-# Step into
+> ### 对于其他编译器
+>
+> 如果使用不同的IDE，你可能会在Debug或者Run菜单下找到Step Into命令
+>
 
-`Step into`命令执行程序正常执行路径中的下一条语句，然后暂停程序的执行，这样我们就可以使用调试器检查程序的状态。如果正在执行的语句中包含一个函数调用，step会让程序跳转到被调用函数的顶端，在那里暂停执行。
+当你的程序没有运行，你执行第一个调试命令时，你可能会看到下列的事情发生:
 
-让我们来看看一个非常简单的程序：
+- 如果需要，程序会重新编译
+- 程序开始运行。因为我们的程序是一个控制台程序，所以应该打开一个控制台输出窗口。它将是空的，因为我们还没有输出任何东西。
+- 你的IDE可能会打开一些诊断窗口，这些窗口的名称可能是"诊断工具"、"调用栈"、"观察"。我们稍后会介绍其中的一些 -- 现在你可以忽略它们。
+
+因为我们做了一个单步调试，你现在应该看到在main函数(第九行)的开头括号左边出现了某种标记。在Visual Studio中，这个标记是一个黄色的箭头(Code::Blocks使用黄色的三角形)。如果你使用的是不同的IDE，你应该会看到一些具有相同作用的东西。
+
+![img](https://blogimg.ficapy.com/learncpp/VS2019-StepInto-Line9-min.png)
+
+这个箭头标记表明，下一步将执行指向的行。在本例中，调试器告诉我们，下一行要执行的是main函数的开头括号(第九行)。
+
+选择Step Into(使用适合你的IDE的命令)执行开头的括号，箭头将移动到下一条语句(第十行)
+
+![img](https://blogimg.ficapy.com/learncpp/VS2019-StepInto-Line10-min.png)
+
+这意味着下一行要执行的是对函数printValue的调用。
+
+再次选择Step Into，因为这条语句包含了对printValue的函数调用，所以我们进入函数，箭头会移动到函数PrintValue顶部。
+
+![img](https://blogimg.ficapy.com/learncpp/VS2019-StepInto-Line4-min.png)
+
+再次选择Step Into，执行函数PrintValue的开头括号，将箭头推进到第五行。
+
+![img](https://blogimg.ficapy.com/learncpp/VS2019-StepInto-Line5-min.png)
+
+再次选择Step Into，这将执行语句std::cout << value，并将箭头移动到第六行。
+
+> ### 警告
+>
+> 因为operator << 是作为函数实现的，所以你的IDE可能会跳转到operator << 的实现。
+>
+> 如果发生这种情况，你会看到你的IDE打开了一个新的代码文件，箭头标记会移动到一个名为operator << 的函数的顶部(这是标准库的一部分)。关闭刚才打开的代码文件，找到并执行Step Out调试命令(后续章节会说明Step Out的作用)
+>
+
+现在因为std::cout << value已经执行，我们现在应该看到值5出现在控制台窗口。
+
+再次选择Step Into, 执行函数printValue的结束括号。此时，printValue已经执行完毕，控制权回到main。
+
+你会注意到，箭头又指向了printValue！
+
+![img](https://blogimg.ficapy.com/learncpp/VS2019-StepInto-Line10-min-20210105232409869.png)
+
+虽然你可能认为调试器打算再次调用printValue，但是实际上调试器只是让你知道它正从函数调用中返回。
+
+再选择Step Into三次。此时，我们已经执行了程序中的所有行，所以我们已经完成了。有些调试器会在此时自动终止调试会话，有些可能不会。如果你的调试器没有这样做，你可能需要再菜单中找到"Stop Debugging"命令(再Visual Studio中，这是在Debug -> Stop Debugging下面)。
+
+请注意，在调试过程中的任何时候都可以使用Stop Debugging来结束调试会话。
+
+恭喜你，你现在已经完全执行了一个程序，并观看了每一行的执行情况。
+
+# Step over
+
+和step into一样，step over命令也是执行程序正常执行路径的下一条语句。但是，step into会进入函数并且逐行执行，而step over会执行完整个函数，并且在函数执行完毕后将控制权返回给你(简而言之，就是遇到函数调用就不进入调试，直接跳过)
+
+> ### 对于Visual Studio用户
+>
+> 在Visual Studio中，可以通过 Debug -->> Step Over，或者按F10快捷键访问
+>
+
+> ### 对于Code::Blocks用户
+>
+> 在Code::Blocks中，step over命令被称为next line，可以通过 Debug -->> Next line，或者按F7快捷键进入
+>
+
+让我们来看看这个例子，我们调用printvalue函数的时候将使用step over
 
 ```c++
 #include <iostream>
@@ -73,5 +178,61 @@ int main()
 }
 ```
 
-让我们使用step into命令来调试这个程序。
+首先，使用step into，直到执行标记在第十行
+
+![img](https://blogimg.ficapy.com/learncpp/VS2019-StepInto-Line10-min-20210105233721122.png)
+
+现在，选择step over。调试器将执行该函数(在控制台窗口中打印值5)，然后在下一条语句(第12行)中将控制权返回给你。
+
+当你确定这些函数已经可以使用，或者现在对调试这些函数不感兴趣的时候，step over命令提供了一种方便的方法。
+
+# step out
+
+和其他两个命令不同的是，step out并不只是执行下一行代码。相反，它执行当前正在执行的函数中的所有剩余代码，然后在函数返回后将控制权返回给你。
+
+> ### 对于Visual Studio用户
+>
+> 在Visual Studio中，可以通过 Debug -->> Step out，或者按Shift-F11快捷键来访问
+
+> ### 对于Code::Blocks用户
+>
+> 在Code::Blocks中，可以通过Debug -->> Step out，或者按Ctrl-F7快捷键来访问
+
+让我们用上面同样的程序来看一个例子
+
+```c++
+#include <iostream>
+
+void printValue(int value)
+{
+  std::cout << value << '\n';
+}
+
+int main()
+{
+  printValue(5);
+  return 0;
+}
+```
+
+step into，直到进入到函数printValue内部，执行标记在第4行
+
+![img](https://blogimg.ficapy.com/learncpp/VS2019-StepInto-Line4-min-20210105234429243.png)
+
+然后选择step out, 你会注意到输出窗口中出现了数值5，在函数终止后，调试器将控制权返回给你(在第十行)。
+
+![img](https://blogimg.ficapy.com/learncpp/VS2019-StepInto-Line10-min-20210105234600596.png)
+
+当你不小心进入一个不想调试的函数的时候，这个命名非常有用。
+
+#  跑过了
+
+当调试一个程序的时候，通常只能往前走一步。很容易不小心跳过了你想debug的地方。
+
+如果你错过了你的预定目标，通常要做的就是停止调试，重新开始调试，要更小心一点，这次不要错过了你的目标。
+
+# step back
+
+一些调试器(比如Visual Studio企业版和GDB 7.0) 引入了一种功能，一般称为回退或者反向调试。step back是后退一步，因此可以将程序回到之前的状态。如果你错过了，或者想重新检查一个刚刚执行的语句，这很有用。
 
+实现回退要求调试器非常复杂(因为它必须跟踪每个步骤的状态)。因为太过复杂，该功能尚未标准化，并且各个调试器各不相同。截止写稿时(2019年1月)，无论是Visual Studio社区版，还是最新的Code::Blocks都不支持这个功能，希望在未来的某个时刻，它能加入到这些产品中，并能得到广泛的使用。