第8章-调试与异常处理课件.ppt

1、第8章调试与异常处理程序的开发过程难免会发生错误，在开发大型项目中，程序的调试程序的调试是一个漫长的过程。本章将介绍在VS.NET开发环境下调试C#代码的各种方法，包括使用IDE的调试环境、人工寻找逻辑错误的常用策略，以及程序的异常处理机制。2022-12-162C#程序设计实用教程 8.1程序调试技术VS.NET开发环境提供了强大的代码调试功能。本节将探讨如何利用它来快速消灭代码中的语法语法错误错误和逻辑错误逻辑错误。2022-12-163C#程序设计实用教程8.1.1使用Visual Studio.NET错误报告代码中的Bugs主要分为两种，一种是语法错误，另一种是逻辑错误。首先，来看如何

2、使用VS.NET来解决第一类问题。语法错误是指程序员所输入的指令违反了C#语言的语法规定，例如下面的表达式：String str=HelloWorld;显然，这里应该使用双引号表示字符串变量。当使用VS.NET编译代码时，VS.NET会在“任务列表”窗口提示出现错误，如图8-1所示。2022-12-164C#程序设计实用教程8.1.1使用Visual Studio.NET错误报告双击错误提示，VS.NET将自动将光标定位到出现错误的代码中。除了上面介绍的这种明显的语法错误之外，还有一些稍微复杂的语法错误。例如，试图在类外访问其私有成员，使用未赋值的变量等，都可以通过这种方式来解决。2022-1

3、2-165C#程序设计实用教程8.1.2寻找逻辑错误与语法错误相比，逻辑错误是更让人头痛的问题。逻辑错误是指代码在语法上没有错误，但是从程序的功能上看，代码却无法正确完成其功能。同样可以使用VS.NET来寻找逻辑错误。在调试模式下运行程序时，VS.NET并非仅仅是给出最后的结果，还保留了应用程序所有的中间结果，即VS.NET知道代码每一行都发生了什么。既然这样，程序员就可以通过跟踪这些中间结果，来发现Bug到底藏在哪里。为了便于介绍，首先给出一个含有逻辑错误的示例代码如下：2022-12-166C#程序设计实用教程8.1.2寻找逻辑错误【例例10-110-1】含有逻辑错误的示例。using S

4、ystem;namespace Example_LogicErrorpublic class Student/输出10次：“我不敢了！”/public void Punish()for(int i=0;i=10;i+)Console.WriteLine(我不敢了！);2022-12-167C#程序设计实用教程8.1.2寻找逻辑错误/Class1 的摘要说明。/class Class1/应用程序的主入口点。/STAThreadstatic void Main(string args)Student s=new Student();s.Punish();2022-12-168C#程序设计实用教程8

5、.1.2寻找逻辑错误代码定义了一个学生类，其中有一个方法Punish()，希望输出10次“我不敢了！”。然而，结果却输出11次。相信读者已经找到了Bug在哪里，就是for语句的循环语句：for(int i=0;i=10;i+)中的“i=10”，应当改为“i10”。然而，在实际的开发中，逻辑错误往往没有这么容易被发现。针对这个示例，下面来看如何使用VS.NET把Bug找出来。首先介绍如何配置VS.NET使其进入调试环境。2022-12-169C#程序设计实用教程8.1.2寻找逻辑错误想要跟踪代码，要把VS.NET配置为中断模式中断模式。这时，需要把程序的输出项选为Debug，操作很简单：在VS.

6、NET工具菜单的“启动调试”按钮后面，调整下拉框的内容为Debug即可，如图8-2所示。2022-12-1610C#程序设计实用教程8.1.3 单步执行程序首先可以使用单步执行来运行程序，然后跟踪代码的每一步代码，最后找到Bug在哪里。想要单步执行，可以使用快捷键F11，或者单击菜单命令【调试】【逐语句】。开始单步执行后，程序将首先暂停在主函数的第一行，继续使用快捷键F10或F11可以向下执行。两者的区别在于：单步执行时，可以选择是否路过一行代码中所调用的方法，如果是，则使用F10；如果想要进入过程，进行更为细致的观察，则需要使用F11。另外，当程序暂停以后，VS.NET的监视窗口便可以显示当

7、前执行位置的变量值情况，当使用F11单步Punish方法后，“监视”窗口如图8-3所示。2022-12-1611C#程序设计实用教程8.1.3 单步执行程序监视窗口有3列，分别显示想要监视的变量名称、变量的值，以及变量的数据类型。如果想要监视某个变量的值，可以在监视窗口的“名称”栏直接输入这个值，也可以把这个值从代码中选中，然后按住左键，直接拖放到监视窗口中。另外，除监视窗口之外，还有自动窗口和局部变量窗口。2022-12-1612C#程序设计实用教程8.1.3 单步执行程序在本例中，需要执行for语句的语句体，即把以下语句：Console.WriteLine(我不敢了！);执行11次，因此需

8、要在这里按11次F10，然后仔细观察监视窗口内i的值。在最后一次的时候，将发现i值为10，这时便可以发现问题所在了。2022-12-1613C#程序设计实用教程8.1.4 设置断点对于单步执行，有时候对于较大规模程序的调试是显然不可行的。在此，还有另一种方式来解决这个问题，就是使代码暂停在程序员想要的地方，也就是设置断点断点（Breakpoint）。先来看下面所示的代码，这段代码是求10以内的素数，运行结果如图8-4所示。2022-12-1614C#程序设计实用教程8.1.4 设置断点【例例10-2】求出10以内的素数。static void Main(string args)int i,s;

9、for(s=2;s 10;s+)for(i=2;i=s)Console.WriteLine(0是素数,s);else Console.WriteLine(0不是素数,s);Console.Read();2022-12-1615C#程序设计实用教程8.1.4 设置断点由运行结果可知，这段代码虽然没有语法错误，但执行出来的结果却不正确。要判定问题出在哪里，就需要用VS2005中的调试工具来进行检查。在此，通过设置断点设置断点来解决此问题的调试。2022-12-1616C#程序设计实用教程8.1.4 设置断点首先在程序可能出现问题的开始处设置断点，使程序能够在某一行程序上停下来。使用中断的方法有以下

10、几种：在设置断点时，首先把光标放置在想要程序需要暂停的地方，然后使用快捷键F9或者用鼠标单击那一行的前边界或者Ctrl+D+N或者单击菜单命令【调试】【新断点】。如果使用后两者进行设置断点，将出现断点属性对话框，如图8-5所示。2022-12-1617C#程序设计实用教程8.1.4 设置断点该程序的断点设置在外层循环体语句开始处，如图8-6所示，用圆点来表示。单击“启动调试”按钮，或按下F5键，程序执行到断点处中断，根据前面的运行结果，第个数据结果是正确的，单击“启动调试”按钮，使第1个数据输出，程序停留在断点处，开始执行第2个数据的循环。2022-12-1618C#程序设计实用教程8.1.4

11、 设置断点单击“逐语句”按钮 或按下F11键，程序从断点处逐语句执行，黄色显示当前要执行的语句。当程序逐句执行时，可以从“局部变量”窗口查看当前变量的值，在即时窗口检查某个变量或表达式的值，还可以在即时窗口中执行一些Visual Studio命令。选择“调试”“窗口”，打开“局部变量”窗口，如图8-7 所示，在这个窗口中，可以看到当前方法中的局部变量的值。打开“即时窗口”，如图8-8所示，在这个窗口可以输入命令，查看变量，或计算表达式的值。2022-12-1619C#程序设计实用教程8.1.4 设置断点“即时窗口”是一个有用的调试工具，在提示符“”状态下，输入字母，可以智能显示相关的命令。通过

12、调试，当s等于3时，内层循环结束后，i的值应该为3，可见出现问题的原因在于内循环中。单击“停止调试”按钮或按下Shift+F5组合键，停止程序运行。将错误语句修改为：if(s%i=0)break;则程序运行结果正确。2022-12-1620C#程序设计实用教程8.1.5 在哪里设置断点在工程中，如何恰当地设置断点，以迅速地缩小Bug藏身之处，是非常重要的技术。在此简单介绍常用的设置断点策略。1.从大到小，逐步缩小范围从大到小，逐步缩小范围有时候，程序员很难判定错误到底出现在哪种方法、哪一行，这时，可以从外到内，从大到小，逐步缩小Bug所在的范围。一方面，可以通过设置断点，然后逐个过程执行来实现

13、。2022-12-1621C#程序设计实用教程8.1.5 在哪里设置断点另一方面，还需要程序员理清代码的逻辑结构，迅速判定Bug可能所在的位置，然后在相应的位置设置断点进行验证。2022-12-1622C#程序设计实用教程8.1.5 在哪里设置断点2.注释掉可能出错的行注释掉可能出错的行另外一种比较有效的寻找Bug的策略是，注释掉一部分代码，然后运行程序，看其是否出错。其实这也是缩小Bug所在范围的一种策略，不同于使用断点来实现。在注释掉一部分代码之后，运行程序，如果程序不再出现错误，那么很明显，Bug就在注释掉的代码之中。但是反过来，如果注释掉部分代码后运行结果仍不正确，也不能说注释掉的代码

14、肯定正确。2022-12-1623C#程序设计实用教程 8.2 异常处理再熟练的程序员也不能说自己编写的代码没有任何再熟练的程序员也不能说自己编写的代码没有任何问题。问题。可以说，代码中异常陷阱无处不在，如数据库连接失败、IO错误、数据溢出、数组下标越界等。鉴于此，C#提供了异常处理机制，允许开发者捕捉程序运行时可能出现的异常。2022-12-1624C#程序设计实用教程8.2.1 异常类当代码出现诸如被除数为零、分配空间失败等错误时，就会自动创建异常对象，它们大多是C#异常类的实例。System.Exception类是异常类的基类，一般不要直接使用System.Exception，它没有反映

15、具体的异常信息，而使用是它的派生类。在C#中，经常使用的异常类见表8-1。2022-12-1625C#程序设计实用教程8.2.1 异常类2022-12-1626C#程序设计实用教程8.2.2 异常处理在C#中，使用try、catch和finally关键字定义异常代码块。【例例10-3】异常处理的示例。程序代码如下：/未使用异常处理机制示例/public void test_notry()int arr=0,1,2;for(int i=0;i=3;i+)/i=3时，越界了！Console.WriteLine(arri);2022-12-1627C#程序设计实用教程8.2.2 异常处理程序运行后，

16、会报错：“未处理的异常：System.IndexOutOfRangeException:索引超出了数组界限。”2022-12-1628C#程序设计实用教程8.2.2 异常处理停止继续运行。通过使用try-catch-finally语句语句处理后就可以妥善解决这个问题。将有可能发生异常的代码放在try语句块，处理try语句中出现的异常代码放到catch语句块，finally语句则是不管try语句中有没有异常发生，最后都要执行finally语句中的程序块。2022-12-1629C#程序设计实用教程8.2.2 异常处理public void test_withtry()int arr=0,1,2;

17、tryfor(int i=0;i=3;i+)/i=3时，越界了！Console.WriteLine(arri);catch(Exception e)Console.WriteLine(e.Message);finallyConsole.WriteLine(Exit test_withtry();2022-12-1630C#程序设计实用教程8.2.2 异常处理说明：说明：当在try代码块中出现异常时，C#将自动转向catch代码块，并执行其中的内容。无论是否出现异常，程序都会执行finally中的代码。try-catch-finally语句有三种形式：try-catchtry-catch-fin

18、allytry-finally通常情况下要将可能发生异常的多条代码放入在try块中，一个try块必须有至少一个与之相关联的catch块或finally块，单独一个try块是没有意义的。2022-12-1631C#程序设计实用教程8.2.2 异常处理catch块中包含的是出现异常时要执行的代码。一个try后面可以有零个以上的catch块。如果try语句中没有异常，则catch块中代码不会被执行。catch后面括号放入希望捕获的异常。当两个catch语句的异常类有派生关系的时候，要将包括派生的异常类catch语句放到前面，包括基类的catch语句放置到后面。finally块包含了一定要执行的代码，

19、通常是一些资源释放，关闭文件等代码。2022-12-1632C#程序设计实用教程8.2.2 异常处理下面请看多catch语句的示例。【例例10-4】含有多catch语句的示例。/使用异常处理机制示例/public void test_withtry_mulcatch()int arr=0,1,2;2022-12-1633C#程序设计实用教程8.2.2 异常处理try for(int i=0;i=3;i+)/i=3时，越界了！时，越界了！Console.WriteLine(arri);catch(IndexOutOfRangeException e)Console.WriteLine(e.Mes

20、sage);catch(Exception e)Console.WriteLine(e.Message);finally Console.WriteLine(Exit test_withtry_mulcatch();2022-12-1634C#程序设计实用教程8.2.2 异常处理运行结果如下：索引超出了数组界限。Exit test_withtry_mulcatch()第一个catch语句捕获异常是IndexOutOfRangeException，表示使用了下标小于零或超出数组下标界限的数组时引发异常，第二个catch语句捕获异常是Exception，它是所有异常类的基类。最终执行的是第二个ca

21、tch语句。但是，如果将在代码中现有的第二个catch语句作为第一个catch语句来使用，程序编译不能通过，将提示：“上一个 catch 子句已经捕获了此类型或超类型(“System.Exception”)的所有异常”。2022-12-1635C#程序设计实用教程 8.3 高质量编码标准一般来说，程序总是有可能出现错误的。不过，好的编码方式可以大大降低常见错误出现的机会。8.3.1 好的编码结构对比下面两段代码，它们的功能相同，都是定义了一个圆类，并包含求面积的方法。2022-12-1636C#程序设计实用教程8.3.1 好的编码结构代码段A（结构良好的圆类实现）：public class C

22、ircle public double dblRadius;public Circle(double _dblRadius)this.dblRadius=_dblRadius;public double GetArea()return dblRadius*dblRadius*3.1415926;2022-12-1637C#程序设计实用教程8.3.1 好的编码结构代码段B（结构混乱的圆类实现）：public class Circlepublic double dblRadius;public Circle(double _dblRadius)this.dblRadius=_dblRadius;p

23、ublic double GetArea()return dblRadius*dblRadius*3.1415926;相信，在不做任何解释的情况下，读者是能看明白代码A的内容，因为它缩进结构良好，体现了清晰的逻辑结构。而代码B呢？要想看明白，则很困难。2022-12-1638C#程序设计实用教程8.3.1 好的编码结构说明：说明：缩进应使用Tab键，而不要使用空格键。由上述可以看出，良好的代码层次结构以及清晰的代码逻辑结构，可以很大程序上提高代码的质量，一方面可以降低程序员出错的可能性，另一方面，在代码出现错误的时候也较容易寻找到错误所在。2022-12-1639C#程序设计实用教程8.3.2

24、 好的注释风格良好的注释可以大大提高代码的可阅读性，另外在编写程序时，还可以帮助程序员具有更为清晰的编程思路。同样，比较8.3.1中的代码段A与下面的代码段C。2022-12-1640C#程序设计实用教程8.3.2 好的注释风格代码段C（具有良好注释的圆类实现）：/圆类/public class Circle public double dblRadius;/半径 /构造函数 /半径 public Circle(double _dblRadius)this.dblRadius=_dblRadius;2022-12-1641C#程序设计实用教程8.3.2 好的注释风格 /求圆的面积 /面积 pu

25、blic double GetArea()return dblRadius*dblRadius*3.1415926;2022-12-1642C#程序设计实用教程8.3.2 好的注释风格显而易见，有了注释之后，完全没有必要对这段代码进行解释了，读者一定能够看懂。另外，VS.NET提供了良好的自动注释功能，在方法或者类的前面用“/”添加注释时，会自动生成大量的注释格式，只需要在相应的位置添入注释项即可。在此，推荐尽量使用“/”对类或方法进行注释，这样做还有另外一个好处，当引用这个类或者方法时，VS.NET会自动提示注释的内容。2022-12-1643C#程序设计实用教程8.3.3 好的命名规范在编

26、码中，常常使用到的命名规范有：Pascal命名规范：每个单词的首字母大写，例如ProductType。Camel命名规范：首个单词的首字母小写，其余单词的首字母大写，例如productType。在C#中，推荐的命名规范如下：（1）类名使用Pascal命名规范，如：public class HelloChina .2022-12-1644C#程序设计实用教程8.3.3 好的命名规范（2）方法使用Pascal命名规范，如：public class HelloChina void SayHelloToWho(string name).2022-12-1645C#程序设计实用教程8.3.3 好的命名规

27、范（3）变量和方法参数使用Camel命名规范，如：public class HelloChina int totalCount=0;void SayHelloToWho(string name)string fullMessage=Hello +name;.也可以加前缀以表示变量的类型。2022-12-1646C#程序设计实用教程8.3.4 避免文件过大在开发过程中，应尽量避免使用大文件。如果一个类里的代码超过300400行，要考虑将代码分开到不同的类中。另外，也要尽量避免写太长的方法，一个较理想的方法代码在125行之间，方法名应尽量体现其功能。2022-12-1647C#程序设计实用教程8.

28、3.5 使用异常处理前面介绍了如何使用异常处理。当捕捉异常之后，一定要有相应的处理操作，不要仅仅为防止程序崩溃而使用异常处理，也不能捕捉了异常后却不加以处理。异常处理的通常策略是，在程序的开发过程中，应当尽意暴露程序的问题，使设计人员尽可能地解决这些可能的异常。而在系统发布后，则尽可能隐藏程序的问题，在发生异常时，尽可能不直接显示给用户，而应该给出友好的提示。2022-12-1648C#程序设计实用教程 8.4 本章小结本章简要讲述了程序开发过程中，必然要使用到调试技术和异常处理机制，也对如何进行高质量编码进行探讨。其中，程序开发人员常常利用调试技术和异常处理机制，实现对于代码错误和逻辑错误的找错、纠错；而高质量编码则尽可能降低了程序开发中的错误。2022-12-1649C#程序设计实用教程