Visual Studio 调试器包括表达式计算器，当您在**“快速监视”对话框、“监视”窗口或“即时”窗口中输入表达式时，这些计算器可以对其进行计算。 这些表达式计算器还可以在“断点”**窗口和调试器中的许多其他位置使用。

常见的表达式计算器功能

试器中常见的各种表达式计算器功能，这些功能仅因语言不同而不同。

隐式变量

在 Visual Basic 和 C# 中，通过使用表达式计算器可以创建隐式变量。 这些隐式变量永远不会超出范围，可以作为任何其他变量一样处理。在 C# 中，通过在表达式计算器中声明隐式变量可创建隐式变量。 例如，您可以在**“即时”**窗口中输入下列 C# 代码：

int b = 100;

在**“即时”窗口中执行此代码时，新的隐式变量将显示在“局部变量”**窗口中，其变量名称前有一个 $ 符号，在本例中，为 $b。

在 Visual Basic 中，不能在表达式计算器中声明隐式变量。 但是，如果在 Visual Basic 表达式计算器中使用未声明的变量，将会自动创建隐式变量。 在 Visual Basic 中，隐式变量不会列在**“局部变量”**窗口中。

断点

如果使用“即时”窗口计算包含断点的 Visual Basic 或 C# 方法或函数，将命中该断点并在**“调用堆栈”**上显示一个新框架。 下面是一个 C# 示例：

classProgram

    {static void Main(string[] args)

        {//Breakpoint here:
             int a = 20;

         }

    }

“编辑并继续”是一种省时的功能，使您能够在程序处于中断模式时更改源代码。 当您通过选择一条类似 Continue 或 Step 的执行命令继续执行程序时，“编辑并继续”有限制地自动应用代码更改。 这允许您在调试会话期间更改代码，而不是停止程序，重新编译整个程序，再重新启动调试会话。

显式应用代码更改

在 Visual C++ 中，“编辑并继续”可以以两种方法应用代码更改。 代码更改可在选择执行命令时隐式应用，也可使用“应用代码更改”命令显式应用。当显式应用代码更改时，程序保持在中断模式下，不会执行。

在“调试”菜单中选择“应用代码更改”。安装 Visual Studio 时，“编辑并继续”在默认情况下是打开的。

启用和禁用“编辑并继续”

可以在“选项”对话框中禁用或启用“编辑并继续”。 无法在调试过程中更改此设置。“编辑并继续”仅在调试版本中起作用。 对于本机 C++，“编辑并继续”需要使用 /INCREMENTAL 选项，Visual C++ 环境中调试，如果设置了 /ZI 选项，仍可以使用“编辑并继续”。

启用/禁用“编辑并继续”

1. 在“工具”菜单上，单击“选项”。

2. 在“选项”对话框中打开“调试”节点，然后选择“编辑并继续”类别。
   

3. 若要启用，请选择“启用‘编辑并继续’”复选框。 若要禁用，则清除该复选框。

   提示

   如果启用了 IntelliTrace 并且收集 IntelliTrace 事件和调用信息，则禁用编辑和继续。

本文讲述本机应用程序的一些常见调试问题和调试技术。 本节阐述的技术属于高级别技术。

调试优化的代码

当编译器优化代码时，它将重新定位并重组指令， 这会得到更高效的编译的代码。 由于这种调整，调试器并不总能确定与一组指令对应的源代码。

优化可能影响到：

• 本地变量（可被优化器移除或移动到调试器无法识别的位置）。

• 函数内部的位置（当优化器合并代码块时发生变化的位置）。

• 调用堆栈上框架的函数名称（如果优化器合并两个函数，则函数名称可能是错误的）。

但是，假定所有框架都有符号，则在调用堆栈上看到的框架几乎总是正确的。 在下列情况下调用堆栈上的框架将是错误的：有堆栈损坏，有用汇编语言编写的函数，或者有操作系统框架在调用堆栈上没有匹配的符号。全局和静态变量总是正确显示。 结构布局也是这样。 如果您有指向结构的指针而且指针的值是正确的，那么结构的每个成员变量都将显示正确值。出于这些限制原因，只要有可能，就应使用程序的“未优化”版本进行调试。 默认情况下，优化在 Visual C++ 程序的“Debug”配置中关闭，在“Release”配置中打开。

但是，bug 可能仅在程序的优化版本中出现。 在此情况下，必须调试优化的代码。

在“Debug”生成配置中打开优化

1. 创建新项目时，请选择 Win32 Debug目标。 接下来要一直使用 Win32 Debug目标，直至程序已进行全面调试，可以生成 Win32 Release目标为止。 调试器并不优化 Win32 Debug目标。

2. 在解决方案资源管理器中选择项目。

3. 在“视图”菜单上，单击“属性页”。

4. 在“属性页”对话框中，确保在“配置”下拉列表框中选择了 Debug。

5. 在左边的文件夹视图中，选择 C/C++ 文件夹。

6. 在“C++”文件夹下选择 Optimization。

7. 在右边的属性列表中找到“Optimization”。 它旁边的设置可能显示为“Disabled (/Od)”。 选择其他选项（“Minimum Size (/O1)”、“Maximum Speed (/O2)”、“Full Optimization (/Ox)”或“Custom”）之一。
   

8. 如果为“Optimization”选择了“Custom”选项，现在便可为属性列表中显示的其他任何属性设置选项。

调试优化的代码时，请使用“反汇编”窗口以了解实际创建和执行了哪些指令。 设置断点时，需要注意断点可能随指令一起移动。 例如，考虑以下代码：

for (x=0; x<10; x++)

假定在该行设置了一个断点。 可能希望该断点被命中 10 次，但如果代码进行了优化，则只会命中该断点一次。 因为第一个指令将 x 的值设置为 0。 编译器认定该指令只需执行一次，将其移出循环。 断点随之移动。 而比较和递增 x 的指令仍留在循环内。 当查看“反汇编”窗口时，单步执行单元自动设置为“指令”以允许更大控制，这在逐句通过优化的代码时很有用。

DebugBreak 和 __debugbreak

可以在代码中的任意点调用 DebugBreak Win32 函数或 __debugbreak 内部类型。 DebugBreak 和 __debugbreak 具有与在该位置设置断点相同的效果。因为 DebugBreak 是系统函数调用，所以必须安装系统调试符号以确保中断后显示正确的调用堆栈信息。 否则，调试器可能在显示一帧调用堆栈信息后就停止显示。 如果使用 __debugbreak，则不需要符号。

断言

断言语句指定在程序的某些特定点应为真的条件。 如果该条件不为真，则断言失败，中断程序的执行，并显示“断言失败”对话框。

Visual C++ 支持基于下列构造的断言语句：

• MFC 程序的 MFC 断言。

• 使用 ATL 的程序的 ATLASSERT。

• 使用 C 运行库的程序的 CRT 断言。

• 其他 C/C++ 程序的 ANSI assert 函数。

断言可以用于：

• 捕捉逻辑错误。

• 检查某操作的结果。

• 测试错误条件，这些错误条件应已处理。

MFC 和 C 运行库断言

当调试器由于 MFC 或 C 运行库断言而暂停时，它定位到源文件中的断言发生点（如果源可用）。 断言消息显示在“输出”窗口以及“断言失败”对话框中。 如果希望保存断言消息以供将来参考，可以将断言消息从“输出”窗口复制到某个文本窗口。 “输出”窗口可能还包含其他错误信息。 请仔细检查这些消息，因为它们提供了有关确定断言失败原因的线索。

通过在代码中大量使用断言，可以在开发期间捕捉许多错误。 为所做的每个假定编写一个断言是很好的规则。 例如，如果假定某个参数不为 NULL，请使用一条断言语句检查该假定。

_DEBUG

仅当定义了 _DEBUG 时断言语句才编译。 未定义 _DEBUG 时，编译器将断言作为空语句处理。 因此，断言语句在最终发布程序中系统开销为零；可以在代码中大量使用断言语句，而不影响“Release”版本的性能，并且不必使用 #ifdef 指令。

使用断言的副作用

当向代码添加断言时，请确保这些断言没有副作用。 例如，考虑以下断言：

ASSERT(nM++ > 0); // Don't do this!

因为在程序的“Release”版本中不计算 ASSERT 表达式，所以 nM 在“Debug”版本和“Release”版本中会有不同值。 在 MFC 中，可以使用 VERIFY 宏代替 ASSERT。 在“Release”版本中，VERIFY 计算该表达式，但不检查结果。

在断言语句中使用函数调用时应特别小心，因为计算函数可能会有意外的副作用。

ASSERT ( myFnctn(0)==1 ) // unsafe if myFnctn has side effects
VERIFY ( myFnctn(0)==1 ) // safe

VERIFY 在“Debug”版本和“Release”版本中都调用 myFnctn，因此可以使用它。 但在“Release”版本中仍会有因不必要的函数调用而产生的系统开销。

调试内联汇编代码

调试器提供了两个用于调试内联程序集代码的窗口，即“反汇编”窗口和“寄存器”窗口。

调试内联程序集代码

1. 使用“反汇编”窗口查看程序集指令。
   

    

2. 使用“寄存器”窗口查看寄存器内容。
   

MFC 调试技术

AfxDebugBreak

MFC 提供特殊的 AfxDebugBreak 函数，以供在源代码中对断点进行硬编码：

AfxDebugBreak( );

在 Intel 平台上，AfxDebugBreak 将生成以下代码，它在源代码而不是内核代码中中断：

_asm int 3

在其他平台上，AfxDebugBreak 仅调用 DebugBreak。

确保在创建发布版本时移除 AfxDebugBreak 语句，或使用 #ifdef _DEBUG 环绕这些语句。

TRACE 宏

若要在调试器的“输出”窗口中显示来自程序的消息，可以使用 ATLTRACE 宏或 MFC TRACE 宏。 与断言类似，跟踪宏只在程序的“Debug”版本中起作用，在“Release”版本中编译时将消失。

下面的示例显示几种 TRACE 宏的用法。 与 printf 类似，TRACE 宏可处理许多参数。

int x = 1;
int y = 16;
float z = 32.0;
TRACE( "This is a TRACE statement\n" );

TRACE( "The value of x is %d\n", x );

TRACE( "x = %d and y = %d\n", x, y );

TRACE( "x = %d and y = %x and z = %f\n", x, y, z );

TRACE 宏可正确处理 char* 参数和 wchar_t* 参数。 下面的示例说明如何将 TRACE 宏与不同字符串参数类型配合使用。

TRACE( "This is a test of the TRACE macro that uses an ANSI string: %s %d\n", "The number is:", 2);

TRACE( L"This is a test of the TRACE macro that uses a UNICODE string: %s %d\n", L"The number is:", 2);

TRACE( _T("This is a test of the TRACE macro that uses a TCHAR string: %s %d\n"), _T("The number is:"), 2);

CRT 调试技术

使用CRT 调试库

C 运行库提供广泛的调试支持。 若要使用 CRT 调试库之一，必须链接 /DEBUG，并用 /MDd、/MTd 或 /LDd 编译。CRT 调试的主要定义和宏可在 CRTDBG.h 头文件中找到。

CRT 调试库中的函数编译时带有调试信息（/Z7、/Zd、/Zi、/ZI（调试信息格式）），不进行优化。 某些函数包含断言以验证传递给它们的参数，并且提供源代码。 使用此类源代码，可以单步执行 CRT 函数，以确认这些函数按预期方式工作并检查错误的参数或内存状态。 （某些 CRT 技术是专有技术，不提供用于异常处理、浮点和少数其他例程的源代码。）

安装 Visual C++ 时，可以选择在硬盘上安装 C 运行库源代码。 如果不安装源代码，将需要 CD-ROM 才能单步执行 CRT 函数。

用于报告的宏

可以使用在 CRTDBG.H 中定义的 _RPTn 和 _RPTFn 宏替换 printf 语句进行调试。 未定义 _DEBUG 时，这些宏在发布版本中自动消失，因此不必将它们括在 #ifdef 内。

“输出”窗口中的诊断消息

可以使用 Debug 类或 Trace 类（属于 System.Diagnostics 类库）将运行时消息写到“输出”窗口。 如果只在程序的调试版本中输出，则使用 Debug 类。 如果要同时在调试版本和发布版本中输出，则使用 Trace 类。

输出方法

Trace 和 Debug 类提供下列输出方法：

• 在不中断执行情况下输出信息的各种 Write 方法。 这些方法取代了在 Visual Basic 早期版本中使用的 Debug.Print 方法。

• Debug.Assert 和 Trace.Assert 方法，如果指定的条件失败，这些方法将中断执行并输出信息。 默认情况下，Assert 方法显示对话框中的信息。 有关更多信息，请参见托管代码中的断言。

• Debug.Fail 和 Trace.Fail 方法，它们总是中断执行并输出信息。 默认情况下，Fail 方法在对话框中显示信息。

除了应用程序的程序输出外，**“输出”**窗口还可以显示下列信息：

• 调试器已经加载或卸载的模块。

• 引发的异常。

• 退出的进程。

• 退出的线程。

托管代码中的断言

断言（或 Assert 语句）测试您作为 Assert 语句的参数指定的条件。 如果此条件计算为 true，不发生操作。 如果此条件计算为 false，则断言失败。 如果正在调试版本中运行，则程序进入中断模式。

在 Visual Basic 和 Visual C# 中，可以使用方法调用，可以从 System.Diagnostics 命名空间下的 Debug 或 Trace 调用 Assert 方法。 在您的程序的发布版本中不包含 Debug 类方法，因此它们不增大或减小发布代码的速度。

C++ 不支持 Debug 类方法。 使用带有条件编译的 Trace 类（如 #ifdef DEBUG...）可获得同样的效果。 #endif.

Debug.Assert 方法

可随意使用 Debug.Assert 方法测试条件，如果代码正确，该条件应保持为真。 例如，假设已编写一个整数除法函数。 根据数学规则，除数永远不能为零。 可以使用断言测试该条件：

[C#]