C#调试与异常处理ppt课件

1、第8章调试与异常处理,1,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。,2021/3/24,2,C#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错误和逻辑错误。,2021/3/24,3,C#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。,2021/3/24,4,C#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

3、解决。,2021/3/24,5,C#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：,2021/3/24,6,C#程序设计实用教程,8.1.2寻找逻辑错误,【例10-1】含有逻

4、辑错误的示例。 using System; namespace Example_LogicError public 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！); ,2021/3/24,7,C#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。 / STAThread static void Main(string args) Student s=new

5、Student(); s.Punish(); ,2021/3/24,8,C#程序设计实用教程,8.1.2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。,2021/3/24,9,C#程序设计实用教程,8.1.2寻找逻辑错误

6、,想要跟踪代码，要把VS.NET配置为中断模式。 这时，需要把程序的输出项选为Debug，操作很简单：在VS.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。,2021/3/24,10,C#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

7、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。,2021/3/24,11,C#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。,2021/3/24,12,C#程序设计实用教程,8

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。,2021/3/24,13,C#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（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。,2021/3/

9、24,14,C#程序设计实用教程,8.1.4 设置断点,【例10-2】求出10以内的素数。 static void Main(string args) int i, s; for (s = 2; s = s) Console.WriteLine(0是素数, s); else Console.WriteLine(0不是素数, s); Console.Read(); ,2021/3/24,15,C#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，通过设置断点来解决此问

10、题的调试。,2021/3/24,16,C#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。,2021/3/24,17,C#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

11、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。,2021/3/24,18,C#程序设计实用教程,8.1.4 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

12、个窗口可以输入命令，查看变量，或计算表达式的值。,2021/3/24,19,C#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。,2021/3/24,20,C#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。

13、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 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。,2021/3/24,21,C#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。,2021/3/24,22,C#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 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

14、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肯定正确。,2021/3/24,23,C#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。,2021/3/24,24,C#程序设计实用教程,8.2.1 异常类,当代码出现诸

15、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。,2021/3/24,25,C#程序设计实用教程,8.2.1 异常类,2021/3/24,26,C#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 tes

16、t_notry() int arr=0,1,2; for(int i=0;i=3;i+)/i=3时，越界了！ Console.WriteLine(arri); ,2021/3/24,27,C#程序设计实用教程,8.2.2 异常处理,程序运行后，会报错： “未处理的异常：System.IndexOutOfRangeException:索引超出了数组界限。”,2021/3/24,28,C#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cat

17、ch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。,2021/3/24,29,C#程序设计实用教程,8.2.2 异常处理,public void test_withtry() int arr=0,1,2; try for(int i=0;i=3;i+)/i=3时，越界了！ Console.WriteLine(arri); catch(Exception e) Console.WriteLine(e.Message); finally Console.WriteLine(Exit test_withtry(); ,2021/3/24,30

18、,C#程序设计实用教程,8.2.2 异常处理,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-catch try-catch-finally try- 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。,2021/3/24,31,C#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t

19、ry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，通常是一些资源释放，关闭文件等代码。,2021/3/24,32,C#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() in

20、t arr = 0, 1, 2 ;,2021/3/24,33,C#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！ Console.WriteLine(arri); catch (IndexOutOfRangeException e) Console.WriteLine(e.Message); catch (Exception e) Console.WriteLine(e.Message); finally Console.WriteLine(Exit test_withtry_mulcatch(); ,2021/3/24

21、,34,C#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catch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

22、”。,2021/3/24,35,C#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。,2021/3/24,36,C#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 Circle public double dblRadius; public Circle(double _dblRadius) this.dblRadius = _dblRadius; publ

23、ic double GetArea() return dblRadius * dblRadius * 3.1415926; ,2021/3/24,37,C#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 Circle public double dblRadius; public Circle(double _dblRadius) this.dblRadius = _dblRadius; public double GetArea() return dblRadius * dblRadius * 3.1415926; 相信，在不做任何解释

24、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。,2021/3/24,38,C#程序设计实用教程,8.3.1 好的编码结构,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。,2021/3/24,39,C#程序设计实用教程,8.3.2 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.

25、3.1中的代码段A与下面的代码段C。,2021/3/24,40,C#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; ,2021/3/24,41,C#程序设计实用教程,8.3.2 好的注释风格,/ / 求圆的面积 / / 面积 public double GetArea() return dblR

26、adius * dblRadius * 3.1415926; ,2021/3/24,42,C#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。,2021/3/24,43,C#程序设计实用教程,8.3.3 好的命名规范,在编码中，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： （