Книга: Песни о Паскале

Глава 21 Отладка

Глава 21

Отладка


Предыдущую главу мы покинули, понурив голову, так и не совладав с программой P_20_1. Почему не заменяются символы в строке? – этот вопрос остался без ответа. Эх, знать бы, что творится внутри программы! Сейчас она для нас – загадочный «черный ящик», и мы видим лишь то, что входит и выходит из него. К счастью, в IDE есть средство для доступа внутрь этого «ящика», и мы воспользуемся им. Это средство называется отладчиком. Так же, как редактор текста и компилятор, отладчик встроен в интегрированную среду разработки.

Отладчик

Отладчик – это набор инструментов для исследования «потрохов» программы. Посредством отладчика можно следить за выполнением отдельных операторов, делая остановки в нужных местах или на каждой строке программы. Застопорив программу, вы сможете выяснить значения тех или иных переменных и даже изменить их. Одним словом, отладчик – это чудо-оружие!

Инструменты отладчика доступны через два пункта меню: Run – запуск и Debug – удаление багов (жучков). Программные ошибки прозвали багами – «жучками».

В пункте Run собраны команды для управления ходом выполнения программы (рис. 45).


Рис. 45 – Пункты меню RUN для доступа к отладчику

Примечание. В данной главе показаны окна отладчика для Borland Pascal, в IDE Free Pascal они выглядят чуть иначе.

В табл. 1 даны пояснения к пунктам этого меню.

Табл. 1 – Описание пунктов меню Run

Команда Горячая клавиша Пояснение
Run Ctrl+F9 Запускает программу в непрерывном режиме.
Trace into F7 Выполняет одну строку программы (шаг). Если в строке есть вызов процедуры, то останов происходит на входе в нее, – так можно «войти» внутрь процедуры и следить за ходом её выполнения.
Step over F8 Выполняет одну строку программы. Если в строке есть вызов процедуры, то процедура выполняется целиком, без остановки.
Go to cursor F4 Выполняет программу, пока не будет достигнута строка, где установлен текстовый курсор. Курсор надо предварительно установить на нужной строке!
Program Reset Ctrl+F2 Сброс программы. Если программа остановлена в пошаговом режиме, она перейдет в исходное состояние.
Parameters… нет Используется для отладки программ, принимающих параметры через командную строку.

Обратите внимание: за один шаг отладки выполняется либо одна строка программы, либо один оператор, если он занимает несколько строк. Стало быть, операторы, помещенные в одной строке, будут выполнены за один шаг. Если компилятору безразлично, как вы располагаете операторы, но при отладке это важно. Не размещайте операторы в одной строке, если при отладке намерены выполнять их раздельно.

Теперь обратимся к пункту меню Debug (рис. 46), где собраны команды для просмотра переменных, их редактирования, а также для просмотра выводимых программой результатов. Эти результаты можно увидеть либо на экране (User screen) либо в специальном окне (Output). Рядом с командами показаны соответствующие им горячие комбинации клавиш.


Рис. 46 – Пункт меню Debug для просмотра результатов работы программы

Теперь испробуем основные команды отладчика на своей программе.

Жучки, вылезайте!

Итак, приступим к поиску жучков, притаившихся в программе «P_20_1». Хорошо бы проследить за изменением переменных в ходе выполнения программы. Для этого вставим переменные в окно обзора «Watches». Откомпилировав программу, поместите курсор под переменной k и нажмите Ctrl+F7. Появится диалоговое окно для добавления переменной в окно обзора (рис. 47).


Рис. 47 – Добавление переменной в окно обзора

Поскольку переменная k была взята на мушку заранее, поле уже содержит её имя. Теперь щелчок по кнопке OK отправит переменную в окно обзора (рис. 48). Если же поле «Watch expression» пусто, или содержит нечто другое, значит, вы промахнулись, не попали курсором. Тогда впечатайте имя нужной переменной и щелкните OK. Действуя так, добавьте в окно обзора все интересующие вас переменные (рис. 48).


Рис. 48 – Окно обзора переменных Watches

Пока программа не запущена, напротив имен переменных выводится сообщение о невозможности доступа к ним, – пусть вас это не смущает. Лучше взгляните на то, как расположено окно «Watches». Сейчас оно занимает нижнюю часть экрана и закрывает собой часть окна с программой. Это неудобно, а посему обратитесь к пункту меню Window –> Tile (Окна –> Рядом) как показано на рис. 49.


Рис. 49 – Пункт меню Window –> Tile

В результате окна с текстом программы и списком переменных поместятся, не перекрывая друг друга (рис. 50). То же самое можно сделать и мышкой, перетаскивая и меняя размеры окон.

Теперь станем выполнять программу по шагам, следя за изменением переменных. Вместо привычной комбинации Ctrl+F9, для пуска программы в пошаговом режиме нажимают клавишу F7 (команда Run –> Trace). Тогда отладчик остановит программу перед первым оператором, подсветив его особым образом. Последующие нажатия клавиши F7 заставят выполняться следующие строки программы, и очередная строка будет выделяться цветной полоской.

Нажав клавишу F7 четыре раза, мы достигнем оператора Readln, – здесь программа остановится в ожидании ввода строки. Введите как обычно строку из латинских букв «QAAAW» и нажмите Enter, – и тогда программа остановится перед входом в процедуру Scan, как показано на рис. 50.

Примечание. В отладчике IDE Free Pascal при вводе строки необходимо нажать клавишу Enter дважды.


Рис.50 – Состояние программы перед входом в процедуру Scan

В этом месте рассмотрим переменные в окне «Watches». Счетчик циклов k равен единице, – это глобальная переменная k, поскольку локальной переменной с этим же именем пока не существует. Переменная S содержит то, что мы ввели с клавиатуры. Параметр arg тоже пока не виден отладчику, о чём говорит сообщение «Unknown identifier».

Нажмите клавишу F7 ещё пару раз, пока цветная полоска не перескочит внутрь процедуры Scan. Здесь параметр arg примет то же значение, что и глобальная переменная S, – это прекрасно видно в отладчике. Продолжайте нажимать клавишу F7, пока цветная полоска не дойдет до слова END в конце процедуры. Вы увидите, как параметр arg постепенно принимает значение «QBBBW», – это то, что нам нужно. Состояние программы в этот момент показано на рис. 51.


Рис. 51 – Состояние программы перед выходом из процедуры Scan

Теперь переменная k равна пяти, – это длина введенной строки. Но это уже другая, локальная переменная k, поскольку её глобальная тёзка внутри процедуры не видна. Но переменная S (тоже глобальная) по-прежнему видна внутри процедуры, ведь её имя не перекрывается локальной переменной.

Нажмите клавишу F7 ещё раз, – программа выйдет из процедуры и цветная полоска перепрыгнет на строку, следующую за вызовом процедуры Scan (рис. 52).


Рис. 52 – Состояние программы после выхода из процедуры Scan

Итак, к чему мы пришли? Сравнив это состояние с тем, что было до входа в процедуру (рис. 50), находим, что значения переменных не изменились. Переменная k снова стала равна единице, и это понятно – ведь теперь это глобальная переменная. Беда в том, что не изменилась и переменная S, а ведь именно этого мы добивались. В чем же дело?

Причина кроется в способе передачи параметра. При вызове процедуры Scan фактический параметр S копируется в формальный параметр arg, и далее внутри процедуры работа введется с этой копией. Иначе говоря, данные передаются только внутрь процедуры, но не обратно. Этот способ передачи параметров называют передачей по значению. Стало быть, глобальная переменная S не должна была измениться! Здесь надо что-то исправлять!

Ссылка на переменную

Рассмотрим ещё раз объявление параметра в процедуре Scan.

procedure Scan(arg : string);

Оказывается, что при таком объявлении формальный параметр arg представляет собой локальную переменную. От прочих таких переменных он отличается лишь тем, что при вызове процедуры в него автоматически копируется значение фактического параметра. Вы знаете, что локальные переменные существуют, пока выполняется процедура, а по её завершении исчезают. Потому результат обработки и не возвращается назад в вызывающую программу.

Впрочем, добиться нужного результата несложно: достаточно вставить в объявление параметра ключевое слово VAR.

procedure Scan(var arg : string);

Это мелкое изменение влечет важное следствие: теперь arg – не локальная переменная, а ссылка на другую переменную. Это значит, что в момент вызова процедуры данные не будут копироваться, но параметр arg на время исполнения процедуры станет дублером фактического параметра S. Теперь, изменяя параметр arg, мы тем самым будем изменять и переменную S – наш фактический параметр.

Передавая параметр по значению, вызывающая программа как бы говорит вызываемой процедуре: «вот тебе данные (строка, число и т.п.), сохрани их у себя внутри и делай с ними, что угодно, – дальнейшая их судьба меня не интересует».

Передавая же параметр по ссылке, вызывающая программа «говорит» иначе: «нужные тебе данные находятся в такой-то глобальной переменной, и ты вправе поступать с нею как угодно».

Обратите внимание на двоякое предназначение ключевого слова VAR. Во-первых, оно открывает секцию объявления переменных, а во-вторых, служит для указания ссылки на переменные в параметрах процедур.

Вернемся к программе. Если она остановилась в пошаговом режиме, прервите её комбинацией Ctrl+F2. Затем исправьте заголовок процедуры указанным выше манером, откомпилируйте программу и вновь пройдите по шагам. Находясь внутри процедуры Scan, вы заметите, что переменные arg и S теперь изменяются синхронно (рис. 53). Это то, что нам нужно, стало быть, проблема решена!


Рис. 53 – Синхронное изменение формального и фактического параметров

Далее можете «толкнуть» программу в непрерывном режиме, нажав комбинацию Ctrl+F9.

Итоги

• Для поиска ошибок применяют встроенный отладчик, который позволяет выполнять программу по шагам, а также просматривать переменные и менять их значения.

• При объявлении параметра без ключевого слова VAR, данные передаются только внутрь процедуры (по значению). Такой параметр используют как локальную переменную.

• Для передачи данных как внутрь процедуры, так и обратно, параметр объявляют с ключевым словом VAR. Тогда он служит ссылкой на другую переменную и меняется синхронно с нею.

А слабо?

А) Комбинация клавиш Ctrl+F8 устанавливает так называемые точки останова на исполняемых операторах. Эта же комбинацией отменяет их. Точка останова – это строка, на которой отладчик задерживает выполнение программы и ждет команды на её продолжение в непрерывном или пошаговом режиме..

Установите точку останова на выходе из процедуры Scan (на строке END) и запустите программу в непрерывном режиме (Ctrl+F9). Что произойдет? Чем, по-вашему, удобны точки останова?

Б) Перед запуском программы установите курсор внутри процедуры Scan и испытайте действие команды Run –> Go to cursor (клавиша F4).

Оглавление книги

Оглавление статьи/книги

Генерация: 0.583. Запросов К БД/Cache: 2 / 0
поделиться
Вверх Вниз