Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Отладка программы

2. Классификация ошибок

3. Предотвращение и обработка ошибок

4. Отладчик

5. Трассировка программы

6. Точки останова программы

7. Добавление точки останова

8. Изменение характеристик точки останова

9. Удаление точки останова

10. Наблюдение значений переменных

Заключение

Список литературы



Введение

Delphi -- язык программирования, который используется в одноимённой среде разработки. Сначала язык назывался Object Pascal. Начиная со среды разработки Delphi 7 в официальных документах Borland стала использовать название Delphi для обозначения языка Object Pascal.

Изначально среда разработки была предназначена исключительно для разработки приложений Microsoft Windows, затем был реализован также для платформ GNU/Linux (как Kylix), однако после выпуска в 2002 году Kylix 3 его разработка была прекращена, и, вскоре после этого, было объявлено о поддержке Microsoft .NET. При этом высказывались предположения, что эти два факта взаимосвязаны.

Реализация среды разработки проектом Lazarus (Free Pascal, компиляция в режиме совместимости с Delphi) позволяет использовать его для создания приложений на Delphi для таких платформ, как GNU/Linux, Mac OS X и Windows CE.

Delphi -- результат развития языка Турбо Паскаль, который, в свою очередь, развился из языка Паскаль. Паскаль был полностью процедурным языком, Турбо Паскаль, начиная с версии 5.5, добавил в Паскаль объектно-ориентированные свойства, а в Object Pascal -- динамическую идентификацию типа данных с возможностью доступа к метаданным классов (то есть к описанию классов и их членов) в компилируемом коде, также называемом интроспекцией -- данная технология получила обозначение RTTI. Так как все классы наследуют функции базового класса TObject, то любой указатель на объект можно преобразовать к нему, после чего воспользоваться методом ClassType и функцией TypeInfo, которые и обеспечат интроспекцию.

Также отличительным свойством Object Pascal от С++ является то, что объекты по умолчанию располагаются в динамической памяти.

Отладка программ среде Delphi - процесс значительно облегченный разработчиками, максимально облегчающий процесс разработки программ. Однако и им нужно уметь пользоваться, его нужно развивать и стремиться упростить для удобства разработчика.



1. Отладка программы

Успешное завершение процесса компиляции не означает, что в программе нет ошибок. Убедиться, что программа работает правильно можно только в процессе проверки ее работоспособности, который называется тестирование.

Обычно программа редко сразу начинает работать так, как надо, или работает правильно только на некотором ограниченном наборе исходных данных. Это свидетельствует о том, что в программе есть алгоритмические ошибки. Процесс поиска и устранение ошибок называется отладкой.

Алгоритм отладки программы выглядит так:

Блок-схема 1:



2. Классификация ошибок

Ошибки, которые могут быть в программе, принято делить на три группы:

1. синтаксические;

2. ошибки времени выполнения;

3. алгоритмические.

Синтаксические ошибки, их также называют ошибками времени компиляции (Compile-time error), наиболее легко устранимы. Их обнаруживает компилятор, а программисту остается только внести изменения в текст программы и выполнить повторную компиляцию.

Ошибки времени выполнения, в Delphi они называются исключениями (exception), тоже, как правило, легко устранимы. Они обычно проявляются уже при первых запусках программы и во время тестирования.

При возникновении ошибки в программе, запущенной из Delphi, среда разработки прерывает работу программы, о чем свидетельствует заключенное в скобки слово Stopped в заголовке главного окна Delphi, и на экране появляется диалоговое окно, которое содержит сообщение об ошибке и информацию о типе (классе) ошибки. На рис.1 приведен пример сообщения об ошибке, возникающей при попытке открыть несуществующий файл.

После возникновения ошибки программист может либо прервать выполнение программы, для этого надо из меню Run выбрать команду Program Reset, либо продолжить ее выполнение, например, по шагам (для этого из меню Run надо выбрать команду Step), наблюдая результат выполнения каждой инструкции.



Рис.1. Сообщение об ошибке при запуске программы из Delphi

Если программа запущена из Windows, то при возникновении ошибки на экране также появляется сообщение об ошибке, но тип ошибки (исключения) в сообщении не указывается (рис.2). После щелчка на кнопке ОК программа, в которой проявилась ошибка, продолжает (если сможет) работу.

Рис..2. Сообщение об ошибке при запуске программы из Windows

С алгоритмическими ошибками дело обстоит иначе. Компиляция программы, в которой есть алгоритмическая ошибка, завершается успешно. При пробных запусках программа ведет себя нормально, однако при анализе результата выясняется, что он неверный. Для того чтобы устранить алгоритмическую ошибку," приходится анализировать алгоритм, вручную "прокручивать" его выполнение.



3. Предотвращение и обработка ошибок

Как было сказано выше, в программе во время ее работы могут возникать ошибки, причиной которых, как правило, являются действия пользователя. Например, пользователь может ввести неверные данные или, что бывает довольно часто, удалить нужный программе файл.

Нарушение в работе программы называется исключением. Обработку исключений (ошибок) берет на себя автоматически добавляемый в выполняемую программу код, который обеспечивает, в том числе, вывод информационного сообщения. Вместе с тем Delphi дает возможность программе самой выполнить обработку исключения.

Инструкция обработки исключения в общем виде выглядит так:

Try // здесь инструкции, выполнение которых может вызвать исключение

except // начало секции обработки исключений

on ТипИсключения1 do Обработка1;

on ТипИсключения2 do Обработка2;

on ТипИсключенияJ do ОбработкаJ;

else // здесь инструкции обработки остальных исключений

end;

где:

try -- ключевое слово, обозначающее, что далее следуют инструкции, при выполнении которых возможно возникновение исключений, и что обработку этих исключений берет на себя программа;

except -- ключевое слово, обозначающее начало секции обработки исключений. Инструкции этой секции будут выполнены, если в программе возникнет ошибка;

on -- ключевое слово, за которым следует тип исключения, обработку которого выполняет инструкция, следующая за do;

else -- ключевое слово, за которым следуют инструкции, обеспечивающие обработку исключений, тип которых не указаны в секции except.

Как было сказано выше, основной характеристикой исключения является его тип. В таблице 1 перечислены наиболее часто возникающие исключения и указаны причины, которые могут привести к их возникновению.

Таблица 1. Типичные исключения:

Тип исключения	Возникает
EZeroDivide	При выполнении операции деления, если делитель равен нулю
EConvertError	При выполнении преобразования, если преобразуемая величина не может быть приведена к требуемому виду. Наиболее часто возникает при преобразовании строки символов в число
EFilerError	При обращении к файлу. Наиболее частой причиной является отсутствие требуемого файла или, в случае использования сменного диска, отсутствие диска в накопителе

При выполнении преобразования, если преобразуемая величина не может быть приведена к требуемому виду. Наиболее часто возникает при преобразовании строки символов в число

Следующая программа, вид диалогового окна которой приведен на рис.3, а текст-- в листинге 1, демонстрирует обработку исключений при помощи инструкции try.



Рис.3. Диалоговое окно программы

Листинг 1. Обработка исключения типа EZeroDivide

unit UsTry_;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Classes,

Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls;

type

TForm1 = class(TForm)

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

Label3: TLabel;

Label4: TLabel;

Editl: TEdit; // напряжение

Edit2: TEdit; // сопротивление

Label5: TLabel; // результат расчета - ток

Button1: TButton; //кнопка Вычислить

procedure ButtonlClick(Sender: TObject);

private

{ Private declarations )

public

{ Public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

implementation

{$R *.DFM}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var

u: real; // напряжение

r: real; // сопротивление

i: real; // ток

begin

Labels.Caption := ' '; try // инструкции, которые могут вызвать исключение (ошибку)

u := StrToFloat(Edit1.Text);

r := StrToFloat(Edit2.Text);

i := u/r;

except // секция обработки исключений

on EZeroDivide do // деление на ноль

begin

ShowMessage('Сопротивление не может быть равно нулю!');

exit;

end;

on EConvertError do // ошибка преобразования строки в число

begin

ShowMessage('Напряжение и сопротивление должны быть ' +

'заданы числом. ' +#13+

'При записи дробного числа используйте запятую.';

exit;

end;

end;

Label5.Caption := FloatToStr(i) + ' A';

end;

end.

В приведенной программе исключения могут возникнуть при вычислении величины тока. Если пользователь задаст, что сопротивление равно нулю, то при выполнении инструкции i:=u/r возникает Исключение EZeroDivide.

Если неверно будет введено числовое значение, например, для разделения целой и дробной частей числа вместо запятой будет использована точка, то возникнет исключение типа EConvertError. Оба исключения обрабатываются одинаково: выводится сообщение, после чего процедура обработки события Onclick завершает свою работу.

Обычно разработчику приблизительно известно в какой подпрограмме возникает ошибка, однако обнаружить ее быстро, просто рассматривая исходный текст, не всегда удается, особенно новичкам в программировании(хотя просмотр исходных данных признан наиболее эффективным способом обнаружения ошибок). Поэтому возникает необходимость выполнить подпрограмму по шагам: каждый оператор по очереди, с возможностью контроля значений используемых переменных.



4. Отладчик

Интегрированная среда разработки Delphi предоставляет программисту мощное средство поиска и устранения ошибок в программе -- отладчик. Отладчик позволяет выполнять трассировку программы, наблюдать значения переменных, контролировать выводимые программой данные.

5. Трассировка программы

Во время работы программы ее инструкции выполняются одна за другой со скоростью работы процессора компьютера. При этом программист не может определить, какая инструкция выполняется в данный момент, и, следовательно, определить, соответствует ли реальный порядок выполнения инструкций разработанному им алгоритму.

В случае неправильной работы программы необходимо видеть реальный порядок выполнения инструкций. Это можно сделать, выполнив трассировку программы. Трассировка -- это процесс выполнения программы по шагам (step-by-step), инструкция за инструкцией. Во время трассировки программист дает команду: выполнить очередную инструкцию программы.

Delphi обеспечивает два режима трассировки: без захода в процедуру (Step over) и с заходом в процедуру (Trace into). Режим трассировки без захода в процедуру выполняет трассировку только главной процедуры, при этом трассировка подпрограмм не выполняется, вся подпрограмма выполняется за один шаг. В режиме трассировки с заходом в процедуру выполняется трассировка всей программы, т. е. по шагам выполняется не только главная программа, но и все подпрограммы.

Для того чтобы начать трассировку, необходимо из меню Run выбрать команду Step over или Trace into. В результате в окне редактора кода будет выделена первая инструкция программы. Для того чтобы выполнить выделенную инструкцию, необходимо из меню Run выбрать команду Step over (нажать клавишу <F8>) или Trace into (нажать клавишу <F7>). После выполнения инструкции будет выделена следующая. Таким образом, выбирая нужную команду из меню Run, можно выполнить трассировку программы.

Активизировать и выполнить трассировку можно при помощи функциональной клавиатуры. Команде Step over соответствует клавиша <F8>, а команде Trace into -- клавиша <F7>.

В любой момент времени можно завершить трассировку и продолжить выполнение программы в реальном темпе. Для этого надо из меню Run выбрать команду Run.

При необходимости выполнить трассировку части программы следует установить курсор на инструкцию программы, с которой надо начать трассировку, и из меню Run выбрать команду Run to cursor или нажать клавишу <F4>. Затем, нажимая клавишу <F7> или клавишу <F8>, выполнить трассировку нужного фрагмента программы.

Во время трассировки можно наблюдать не только порядок выполнения инструкций программы, но и значения переменных. О том, как это сделать, рассказывается в одном из следующих разделов.

6. Точки останова программы

При отладке широко используется метод, который называют методом точек останова. Суть метода заключается в том, что программист помечает некоторые инструкции программы (ставит точки останова), при достижении которых программа приостанавливает свою работу, и программист может начать трассировку или проконтролировать значения переменных.



7. Добавление точки останова

программа алгоритм трассировка приложение

Для того чтобы поставить в программу точку останова (breakpoint), нужно из меню Run выбрать команду Add Breakpoint (Добавить точку останова), затем из меню следующего уровня -- команду Source Breakpoint.

В результате открывается диалоговое окно Add Source Breakpoint (рис.4), в котором выводится информация о добавляемой точке останова. Поле Filename содержит имя файла программы, куда добавляется точка останова, поле Line number -- номер строки программы, в которую добавляется точка останова. О назначении полей Condition (Условие) и Pass count (Число пропусков) будет сказано далее.

После щелчка на кнопке ОК точка останова добавляется в программу, и строка, в которой находится точка останова, помечается красной точкой и выделяется цветом (рис.5).

Рис.4. Диалоговое окно Add Source Breakpoint



Точку останова можно добавить, щелкнув мышью на синей точке, помечающей ту инструкцию программы, перед которой надо поместить точку останова (если в программе нет ошибок, то компилятор помечает выполняемые инструкции программы синими точками).

Для точки останова можно задать условие, при выполнении которого программа приостановит свою работу в данной точке (например, если значение переменной равно определенной величине). Условие (логическое выражение) вводится в поле Condition диалогового окна Add Source Breakpoint.

Рис.5. Окно редактора кода после добавления точки останова

Если для точки останова задано условие, то программа приостанавливает свою работу только в том случае, если выражение, находящееся в поле Condition, истинно (его значение равно TRUE).

Кроме условия для точки останова, можно задать количество пропусков данной точки. Если во время добавления в программу точки останова в поле Pass count (Число пропусков) диалогового окна Add Source Breakpoint записать отличное от нуля число, то программа приостановит свою работу в этой точке только после того, как инструкция, находящаяся в строке, помеченной точкой останова, будет выполнена указанное число раз.

8. Изменение характеристик точки останова

Программист может изменить характеристики точки останова. Для этого надо из меню View выбрать команду Debug Windows, затем из меню следующего уровня -- команду Breakpoints. В открывшемся диалоговом окне Breakpoint List (рис.6) нужно щелкнуть правой кнопкой мыши в строке, содержащей информацию о нужной точке останова, и в появившемся контекстном меню выбрать команду Properties. В результате открывается диалоговое окно Source Breakpoint Properties, в котором можно изменить характеристики точки останова, например, изменить условие (содержимое поля Condition) остановки программы в данной точке. Используя это же контекстное меню, можно быстро перейти к инструкции, в которой находится точка останова; для этого надо выбрать команду Edit Source.

Рис.6. Окно Breakpoint List



9. Удаление точки останова

Для того чтобы удалить точку останова, нужно в диалоговом окне Breakpoint List щелкнуть правой кнопкой мыши в строке, содержащей информацию о точке, которую надо удалить, и в появившемся контекстном меню выбрать команду Delete.

Можно также в окне редактора кода щелкнуть мышью на красной точке, помечающей строку, в которой находится точка останова.

10. Наблюдение значений переменных

Во время отладки, в частности, при выполнении программы по шагам, довольно часто бывает полезно знать, чему равно значение той или иной переменной. Отладчик позволяет наблюдать значения переменных программы. Для того чтобы во время выполнения программы по шагам иметь возможность контролировать значение переменной, нужно добавить имя этой переменной в список наблюдаемых элементов (Watch List). Для этого надо из меню Run выбрать команду Add Watch (Добавить наблюдаемый элемент) и в поле Expression появившегося диалогового окна Watch Properties (рис.7) ввести имя переменной.

Рис.7. Добавление имени переменной в список Watch List



Рис.8. Результат добавления имени переменной в список Watch List

В результате в список Watch List, содержимое которого отражается в диалоговом окне Watch List (рис.8), будет добавлен новый элемент. Так как переменные программы существуют (и, следовательно, доступны) только во время выполнения программы, то после имени переменной выводится сообщение: process not accessible (процесс недоступен).

В качестве примера на рис.9 приведен вид окна редактора кода и окна Watch List во время пошагового выполнения программы сортировки массива.



Рис.9. Контроль значений переменных во время пошагового выполнения программы

В окне редактора кода стрелкой помечена инструкция, которая будет выполнена на следующем шаге выполнения программы (при нажатии клавиши <F8> или при выборе команды Step Over из меню Run), в диалоговом окне Watch List выведены значения переменных.

Существует еще один способ, позволяющий проверить значение переменной, не добавляя ее имя в список Watch List. Заключается он в следующем. После того как программа достигнет точки останова, в результате чего откроется окно редактора кода, нужно установить курсор мыши на имени переменной, значение которой надо проверить. В окне редактора кода появится окно подсказки, в котором будет выведено значение переменной (рис.10).

Чтобы завершить процесс пошагового выполнения программы, нужно из меню Run выбрать команду Program Reset.



Рис.10. Контроль значения переменной без добавления имени в список Watch List

Заключение

Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что отладка - неотъемлемая часть производства программы. Чем сложнее эта программа, тем более востребована будет её отладка, и тем, естественно сложнее.

При выборе вида отладки следует учитывать многие факторы, например, такие как:

- степень сложности программы;

- уровень знаний разработчика;

- версия Delphi

и многое другое.

Ошибки допускает любой программист: и начинающий, и имеющий тридцатилетний опыт. Различаются только причины этих ошибок. Начинающий разработчик редко берется за большие проекты, и ошибки его связаны, как правило, с плохим знанием операторов Паскаля. Профессиональный программист обычно не допускает ошибок на этапе кодирования, но он может допускать ошибки на начальных этапах работы, когда будущая программа только проектируется и не все детали алгоритма до конца ясны. При этом очень сложно заранее предусмотреть скрытые взаимосвязи между различными модулями программы, насчитывающей сотни тысяч операторов. Поэтому приходится прибегать к различным программистским приемам, позволяющим повысить надежность приложения и выявлять ошибки как можно раньше. Это служит залогом значительного снижения трудозатрат. Если неверный оператор скрыт в «недрах программы», и уже написано много исходного текста, то изменение работы этого оператора может повлечь за собой лавинообразный эффект влияния на все последующие действия.

Список литературы

1. Бобровский С Delphi5:учебный курс, Санкт-Петербург,2000

2. http://www.edelphi.ru/

3. http://www.realcoding.net/articles/delphi/delphi-7-nachinayushchemu/glava-13-otladka-programmy

4. http://parsing-and-i.blogspot.com/2009/03/delphi.html

Размещено на Allbest.ru