1.2.3 C-Free环境下的程序调试
学会调试程序是编程学习过程中非常重要的内容。如何快速地定位问题和调试的思路在前面的内容已经有叙述，这里主要介绍在C-Free中的具体调试过程。程序在正常运行的情况下，运行速度非常快，程序员只能通过输入和输出推测运行的过程。在这种情况下，程序员往往只能看到出现问题的结果，很难发现程序出现问题的原因。而从工程应用的角度来分析，程序出现问题（Bug）的时候又需要程序员找到出现问题的原因并进行修改。在这种情况下就需要使用调试的功能，调试的本质就是让程序运行的速度“慢下来”，并在程序员的控制下进行“慢速”运行。这样程序员就可以观察程序运行的过程和变量。在C-Free中调试的主要步骤有4个，具体内容和先后顺序如下所述。
（1）设置程序暂停（中断）的地方。该功能主要通过断点的设置来实现。
（2）启动调试模式。该功能让程序开始运行，并暂停在程序运行到的第一个断点处。
（3）根据实际需要，控制程序的慢速运行，用到的主要功能：单步进入、下一步、跳过、跳出、运行到光标处。
（4）查看程序运行到当前状态的各个变量的值，并在第（3）步和第（4）步之间进行循环。如果不再进行调试则可以结束调试。查看各个变量的值用到主要功能：环境窗口、查看/修改、监视窗口、查看窗口等。
请读者在多实践的基础上理解C-Free提供的调试功能，下面结合一个简单的例子，详细介绍C-Free的调试功能。
【例1-5】请结合例1-2的程序，进行调试功能的学习。
（1）根据例1-4的步骤，实现例1-2的代码输入。
（2）断点的设置。设置断点，最方便快捷的方法是将鼠标移到代码区中某一条代码的左边装订区，然后单击，看到红色断点即设置完成。图1.19所示为在第7行和第15行处各设置了一个断点。设置断点，也可以先将光标点定位到想要设置的行，然后单击工具栏上的“设置/取消断点”按钮，如图1.20所示。对于已经设置断点的行，对该行重复进行上面的设置断点的操作，将取消断点。
图1.19 断点设置示意图
图1.20 断点设置工具栏图
（3）断点管理。单击“调试”菜单，选择“断点管理”命令，弹出如图1.21所示对话框。程序员可以对断点进行简单的管理。单击“取消所有断点”按钮，取消所有设置的断点。选中一个断点，单击“取消断点”按钮，则取消该选中断点。选中一个断点，单击“查看”按钮，则编辑区的光标跳到该断点所在的行。
图1.21 断点管理设置
（4）条件断点。条件断点可以为断点设置条件。断点的条件是一个布尔表达式。当程序运行到条件断点，这个条件表达式被测试，若它的值为true，程序停在这个断点处；若值为false，程序继续运行，并不在这个断点停止。选中一个断点，在“断点条件”下面的编辑框输入作为条件的布尔表达式，然后单击“设置”就完成断点条件的设置。条件断点经常用在循环体里面的调试。图1.22表示在第7行设置一个断点，并设置断点条件为“a==2”。当运行到这个断点时，如果a的值为2则程序运行到此处会暂停在这个断点，否则在不会暂停在这个点。
图1.22 条件断点设置图
（5）开始调试。单击“调试”菜单下的“开始调试”命令可以开始调试，如图1.23所示。程序只有以“Debug”方式构建，才能够被调试。一旦程序开始调试，C-Free会自动显示“调试工具栏”，如图1.24所示。
图1.23 开始调试界面
图1.24 调试工具栏
（6）退出调试。一旦程序处于调试状态，可以单击调试工具栏上的“结束调试”按钮或“调试”菜单下的“结束调试”命令，程序退出调试状态，回到编辑状态，如图1.25所示。
图1.25 选择“结束调试”命令
（7）单步进入。当程序处于调试状态，并停在某个断点处，如果该断点处的语句是一条函数调用，单击调试工具栏上的“单步进入”按钮或“调试”菜单下的“单步进入”命令，程序将进入这个函数，可对这个函数进行调试。例如，对于本例题的程序，在第7行和15行设置断点，然后开始调试程序，程序在第7行停止，如图1.26所示。单击“调试”菜单下的“单步进入”命令，程序进入max（）函数，如图1.27所示。
图1.26 调试界面
图1.27 进入函数调试界面
（8）当程序处于调试状态，并停在某个断点处时，单击调试工具栏上的“跳过”按钮或“调试”菜单下的“跳过”命令，程序执行到下一条语句。例如，对于图1.26的程序状态，单击“跳过”按钮，程序将在停在第8行，如图1.28所示。
图1.28 跳到断点下一行语句
（9）跳出。当程序停在某个函数内部时，单击调试工具栏上的“跳出”按钮，程序运行至从这个函数返回。对于图1.27的运行状态，单击“跳出”按钮，程序将从max（）函数处返回，回到主函数。
（10）运行到光标处。当程序处于调试状态，并停在某个断点处，将光标定位到某条语句处，然后单击“运行到光标处”按钮，程序将运行到光标所在行。
（11）环境窗口。当程序处于调试停止状态时，环境窗口将显示当前运行环境下，所有局部变量的值。例如，当程序暂停在第7行的调试状态的时候，有3个局部变量和一个数组，环境窗口如图1.29所示。
图1.29 环境变量界面
（12）察看/修改。在环境窗口中右击某一条局部变量信息，将弹出如图1.30所示的菜单。选择“察看/修改”命令，对于数组、结构或者类变量，将显示“察看”窗口；对于其他变量，将显示“修改”窗口。双击某一条局部变量信息，也可以实现同样的功能。例如，对于图1.29的局部变量，双击“myData”，由于myData是数组，因此将显示“察看”窗口，如图1.31所示。对于图1.29的局部变量a，双击后将显示“修改”窗口，如图1.32所示。在“修改”窗口中，可以对变量进行修改。
图1.30 察看/修改环境变量界面
图1.31 环境数组变量察看界面
图1.32 变量修改界面
（13）监视窗口。单击“调试”菜单下的“开始调试”命令，打开如图1.33所示的“监视”窗口。右击“监视”窗口，弹出菜单，选择“添加监视”命令，弹出如图1.34所示的对话框。在文本框输入需要观察的表达式，就可以实时地观察这个表达式。添加如图1.34的监视后，监视窗口如图1.35所示。
图1.33 监视窗口
图1.34 添加监视窗口
图1.35 添加监视后的窗口