Отладка программы в интегрированной среде

Отладка программы является непременным этапом при создании практически любой программы, т. к. при написании программы обычно допускаются различные ошибки, и их необходимо выявить либо удостовериться, что в программе ошибок нет.

Ошибки в программе могут быть трех типов:

• · синтаксические, возникающие в результате нарушения правил написания предложений языка;
• · семантические, связанные с недопустимыми значениями параметров, недопустимыми действиями над параметрами и т. д.; выявляются эти ошибки во время работы программы (на этапе отладки);
• · логические ошибки, связанные с неправильным использованием тех или иных алгоритмических конструкций; эти ошибки приводят к неправильным результатам при работе программы (часто не во всех случаях, а только при определенном сочетании параметров), но нарушение работы программы не вызывают.

Отладка предполагает выполнение следующих моментов:

• · выявление факта наличия ошибки в программе;
• · определение места нахождения ошибки (локализация);
• · устранение ошибки.

Для ошибок первого типа все эти три этапа выполняются довольно просто с помощью компилятора среды, который выдает сообщение о любой обнаруженной ошибке этого типа, а курсор указывает место в тексте программы, где эта ошибка обнаружена. При этом если сообщение об ошибке, которое является довольно лаконичным, не позволяет выявить ее природу, можно воспользоваться системой информационной контекстной помощи.

Наиболее сложно выявляются ошибки второго и особенно третьего типа. Выявлению ошибок второго типа часто помогает использование ключей компилятора, позволяющих проверять допустимые значения тех или иных параметров (границы индексов элементов массивов, границы типа-диапазона, переполнение стека, ошибки ввода-вывода и т. д.). Ключи задаются либо в программе, либо с помощью меню Options.

Ошибки второго и третьего типа можно выявить тестированием программы, с использованием встроенного отладчика. Отладчик позволяет:

• · получать значения любых параметров программы;
• · модифицировать значения параметров;
• · останавливать программу в заданной точке останова или в месте, соответствующем строке текста, где расположен курсор;
• · осуществлять трассировку программы (выполнение программы по шагам) и т. д.

Для этой цели можно использовать меню Debug и Run или соответствующие клавиши быстрого управления.

Получение значений и модификация параметров Для получения значений тех или иных параметров имеется ряд возможностей. Самый простой способ — запрограммировать получение значения того или иного параметра непосредственно в программе, используя операторы Write или WriteLn. Для того чтобы содержимое экрана пользователя не было сразу же заменено тем или иным экраном среды, можно сразу же после такого оператора поставить оператор ReadLn, с тем чтобы программа остановилась до момента нажатия клавиши Enter. Вместо этого оператора можно использовать соответствующие процедуры и функции стандартного модуля Crt. Можно воспользоваться командой меню Debug | User screen или клавишами быстрого управления Alt+F5. Этим методом следует пользоваться в тех случаях, когда выводимые параметры необходимы не только для отладки, но и сами по себе (например, являются выходными параметрами программы), т. к. есть и другие простые способы получения значений параметров программы без искажения ее текста.

Те или иные параметры можно постоянно контролировать, используя окно отладки. В это окно с помощью команд подменю Debug|Watch можно поместить контролируемый параметр, удалить параметр, отредактировать его, удалить все параметры. При задании параметра можно после его имени через запятую указать число выводимых параметров и формат представления данных.

Эти же операции можно выполнить и непосредственно из окна отладки, подведя курсор «мыши» к строке с параметром, который следует отредактировать, добавить или удалить, и дважды нажать левую клавишу «мыши». Будет открыто окно, в котором можно отредактировать требуемый параметр. Открыть окно для редактирования параметра можно также с помощью клавиши Enter или Insert. В течение работы программы параметры, находящиеся в окне, будут вычисляться при каждой приостановке ее работы. Следует иметь в виду, что если несколько параметров программы имеют одно и то же имя, например глобальный параметр программы и локальный параметр подпрограммы, то в окне будет показано значение того параметра, с которым в данный момент происходит работа. Так если выполняется подпрограмма, то будет показано значение ее локального параметра, в остальных случаях — значение глобального параметра. Если тот или иной параметр не определен, например локальный параметр подпрограммы вне этой подпрограммы или вообще задан несуществующий параметр, будет выдано соответствующее сообщение (Unknown identifier — неизвестный идентификатор) Для получения значения того или иного выражения можно также использовать команду меню Debug | Evaluate/Modify. По этой команде выводится окно диалога, с помощью которого можно задать выражение, значение которого тут же вычисляется. Более того, можно модифицировать интересующий параметр. В отличие от предыдущего способа получения значений параметров в данном случае параметр вычисляется только один раз.

Приостановка работы программы Вторая задача, которую приходится решать во время отладки программы, — это приостановка ее работы в той или иной точке. Приостановка может потребоваться, во-первых, для того, чтобы посмотреть значения тех или иных параметров, а может быть, и модифицировать их, во-вторых, для того, чтобы далее выполнять программу по отдельным операторам или группам операторов. Остановить выполнение программы можно несколькими способами.

• 1. Можно задать точки останова в программе. Для этого следует поместить курсор на той строке, где следует остановить программу, и выполнить команду локального меню Toggle breakpoint. Количество точек останова может быть любым. После запуска программы командой Run | Run вычислительный процесс приостановится на первой встреченной точке останова. Продолжение работы осуществляется повторным запуском программы командой Run | Run (при этом программа запустится не с начала, а от точки останова) либо одной из команд меню Run: Run | Step over, Run | Trace into или Run | Go to cursor. Если перед очередным запуском были произведены изменения в тексте программы, на экран выдается запрос, следует ли перекомпилировать программу. При утвердительном ответе программа перекомпилируется с учетом внесенных изменений и запускается с начала, в противном случае все изменения игнорируются. Выход из отладчикаосуществляется по команде Run | Program reset.
• 2. Другой способ остановить в какой-то точке выполнение программы — установить в эту точку курсор и вместо команды Run | Run использовать команду Run Go to cursor. Вычислительный процесс остановится в месте расположения курсора. Продолжение работы программы можно осуществить, одной из команд меню Run: Run | Run, Run | Go to cursor, Run | Trace into или Run | Step over.
• 3. Еще два способа останова программы — запуск ее одной из команд Run | Step over или Run | Trace into. При этом выполняется оператор или группа операторов, соответствующих одной строке текста программы. Эти две команды отличаются друг от друга только тем, что, если встречается подпрограмма, в случае команды Run | Trace into происходит трассировка (построчное выполнение) этой подпрограммы, а в случае команды Run | Step over подпрограмма рассматривается как один единый оператор. Если трассируемая подпрограмма находится в другом файле, даже неоткрытом, в случае необходимости он будет вызван в соответствующее окно редактирования. Трассировка подпрограмм стандартных модулей не осуществляется.
• 4. Наконец, программу можно остановить с помощью комбинации клавиш Ctrl+Break. Она остановится в том месте, где ее застало нажатие этих клавиш. Такая остановка может понадобиться, если программа начала заведомо неправильно работать: выдает неправильные результаты, зациклилась и т. д.

Работа с подпрограммами Отладчик представляет ряд возможностей работы с подпрограммами.

• 1. Позволяет осуществлять трассировку подпрограмм (построчное выполнение) с помощью команды меню Run | Trace into.
• 2. Позволяет найти расположение подпрограммы в одном из файлов (даже неоткрытом) для просмотра текста подпрограммы, ее локальных параметров и т. д. Найти расположение подпрограммы можно с помощью команды меню Search | Find procedure.
• 3. Предоставляет возможность воспользоваться окном подпрограмм, которое вызывается командой меню Debug I Call stack. В этом окне можно проследить путь, по которому управление было передано в конкретную подпрограмму.