Тестирование и отладка

Работа с отладчиком

Давайте от теории перейдем к практике. Загрузите Lazarus с новым проектом, установите на форму простую кнопку и сохраните проект в папку 27-01. Имена проекта, формы, модуля и кнопки изменять не нужно, оставьте имена, данные по умолчанию.

Далее, сгенерируйте событие OnClick для кнопки, в котором напишите следующий код:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  i: Integer;
  st: TStringList;
begin
  //создаем список строк:
  st:= TStringList.Create;
  try
    //генерируем список:
    for i:= -3 to 3 do begin
      st.Append('10/'+IntToStr(i)+'='+FloatToStr(10/i));
    end;
    //выводим список на экран:
    ShowMessage(st.Text);
  finally
    //st будет освобождена даже в случае run-time ошибки:
    st.Free;
  end;
end;
    

Что мы тут делаем? Целочисленную переменную i используем в качестве счетчика для цикла for. Цикл производим от -3 до 3, то есть, 7 раз, включая ноль. В теле цикла мы делим 10 на значение i, результат оформляем в виде строки и добавляем к списку строк st. Выше говорилось, что подобные действия нужно заключать в блок обработки исключительных ситуаций try-finally-end, что мы и сделали.

Если вы внимательно изучали курс, то невооруженным глазом видите, что при четвертом проходе цикла произойдет ошибка времени выполнения - деление 10 на ноль. Такой очевидный пример больше всего подходит для знакомства с встроенным отладчиком, так как вы уже знаете, где будет ошибка, и сможете проанализировать работу отладчика. Поэтому притворимся, что не подозреваем об ошибке.

Итак, программу мы написали, сохранили, пора её компилировать. Нажмите кнопку "Запустить" на Панели управления (или <F9>). Программа нормально скомпилировалась и запустилась. Нажмем кнопку Button1. И тут же получаем ошибку:

Рис. 27.3. Сообщение Lazarus об ошибке

Судя по сообщению, ошибка произошла во время выполнения кода 42-й строки. Ладно, нажмем "ОК" и командой "Запуск -> Сбросить отладчик" прекратим выполнение программы. Вернемся к коду и проанализируем 42-ю строку (если вы добавляли пустые строки, то у вас будет другой номер):

      st.Append('10/'+IntToStr(i)+'='+FloatToStr(10/i));
    

Ну что, ничего криминального тут нет, почему же произошла ошибка? Код верный и должен был нормально выполняться… Когда вы заходите в подобный тупик, помочь вам может здравый смысл и встроенный отладчик. Здравый смысл говорит, что ошибка произошла где-то в теле цикла for. А чтобы воспользоваться отладчиком, нужно приостановить выполнение программы на этом цикле, чтобы потом построчно его продолжить. Для остановки работы программы служат так называемые точки останова (англ. breakpoints).

Вы можете установить одну такую точку или несколько, в различных частях кода. Поскольку ошибка возникает в 42-й строке, разумней будет приостановить выполнение на предыдущей, 41-й строке. Переведите курсор на эту строку, на любое её место.

Установить точку останова можно разными способами:

• Командой главного меню "Запуск -> Добавить точку останова -> Точка останова в исходном коде". В открывшемся окне "Параметры точки останова" нажать "ОК".
• Щелкнуть по строке правой кнопкой, и в всплывающем меню выбрать "Отладка -> Переключить точку останова".
• Нажать "горячую клавишу" <F5>.
• Щелкнуть по нужной строке в левой части Редактора кода, где указаны номера строк.

Последние два способа наиболее удобны, но выбирать вам. В любом случае, строка с установленной точкой останова окрасится красным цветом:

Рис. 27.4. Строка с точкой останова

Снять точку останова удобней также последними двумя способами. Точка останова у нас есть, снова нажимаем кнопку "Запустить". Программа начинает свою работу, нажимаем кнопку "Button1".

Теперь программа не вывела ошибку, а приостановила свою работу и вывела на передний план Редактор кодов с выделенной серым цветом строкой, которая в данный момент готовится к выполнению:

Рис. 27.5. Строка, которая будет выполнена далее

Тут очень важно понимать, что программа была остановлена ДО выполнения этой строки, а не ПОСЛЕ неё. То есть, в настоящий момент переменной i еще не присвоено значение -3. Далее, мы можем выполнять с отладчиком различные действия, которые собраны в разделе главного меню "Запуск". Обычно требуется пошаговое выполнение программы. Для этого можно использовать команду "Запуск -> Шаг в обход" (или <F8>), "Запуск -> Шаг с входом" (или <F7>) или "Запуск -> Шаг с выходом" (или <Shift+F8>). "Шаг в обход" означает, что если в коде будет встречен вызов какой-нибудь функции или процедуры, отладчик выполнит их и остановится на следующей после вызова строке. При выборе "Шаг со входом", отладчик также пошагово будет выполнять и вызываемые функции-процедуры. "Шаг с выходом" подразумевает, что если в строке нет вызовов функций, то остановки происходят, как при "Шаг в обход". Если в строке есть выражение, то остановка происходит вначале перед строкой, затем перед вычислением каждой функции, чтобы мы имели возможность просмотреть значения параметров, передаваемых в функцию.

У нас вызовов функций нет, поэтому мы можем воспользоваться как <F7>, так и <F8> (чаще всего используют <F8> - Шаг в обход).

Итак, нажмем <F8>, и отладчик выполнит строку с точкой останова, и выделит серым следующую строку. Снова нажмем <F8>, и снова будет выделена эта строка - был выполнен шаг цикла. Нажав несколько раз <F8>, мы добьемся появления на экране всё той же ошибки, которая заблокирует дальнейшее выполнение программы. Становится понятно, что цикл нормально выполняется несколько проходов, после чего всё же возникает ошибка. Включаем логику: внутри цикла у нас изменяется только переменная i, значит, ошибка как-то связана с ней. А как узнать, как именно?

Здесь нам на помощь приходит еще один полезный инструмент отладчика - наблюдение за значениями переменных. Сбросьте программу командой "Запуск -> Сбросить отладчик". Теперь снова нажмите кнопку "Запустить", а потом снова кнопку "Button1". Отладчик снова приостановил выполнение программы на строчке с циклом, однако не спешите нажимать <F8>. Для начала, добавим наблюдение над переменной i. Делается это командой "Запуск -> Добавить наблюдение", которая была недоступна, пока программа не начала выполняться. В строке "Выражение" укажите переменную i, и нажмите "ОК":

Рис. 27.6. Установка наблюдения за переменной

Теперь отладчик наблюдает за значениями переменной i, но нам от этого не легче - мы-то не видим этих значений! Чтобы их увидеть, нужно вывести на экран окно Списка наблюдений. Делается это командой "Вид -> Окна отладки -> Окно наблюдений" или "горячими клавишами" <Ctrl+Alt+W>.

Расположите окно ниже Редактор кода, на место Окна сообщений. В этом окне вы сможете видеть выражение - нашу переменную i, и её текущее значение. Чтобы показать работу с отладчиком более наглядно, давайте добавим еще одно выражение, за которым будем наблюдать. Выберите "Запуск -> Добавить наблюдение" и в строке "Выражение" укажите не просто переменную, а выражение

10/i
    

которое у нас должно вычисляться внутри цикла. В окне Списка наблюдения вы увидите и переменную i, и выражение, а также их значения:

Рис. 27.7. Окно Списка наблюдений

Поскольку переменной i еще не было присвоено значения -3, то в колонке значений вы, скорее всего, увидите 1, которым по умолчанию была проинициализирована наша переменная. Соответственное значение будет и у выражения. Теперь мы готовы двигаться дальше. Нажимаем <F8>. В Списке наблюдений сразу же изменилась картина - i теперь равно -3, а выражение -3,3333…

Нажимаем <F8> ещё раз. Снова значения изменились, теперь i = -2, а выражение = -5. Мы понимаем, что цикл работает, и два его шага были сделаны. Нажимаем <F8> еще два раза. Сейчас переменная содержит ноль, а значение выражения указывает "inf". Однако строка с вычислением еще не была выполнена, не забываем об этом. Снова нажимаем <F8>, и снова получаем ошибку. А в значениях переменной и выражения видим слово "evaluating", что переводится, как "оценка". Теперь мы наглядно видим, что в строке

st.Append('10/'+IntToStr(i)+'='+FloatToStr(10/i));
    

возникает ошибка, когда переменная i равна нулю. И тут уже несложно догадаться, почему эта ошибка возникает - потому что происходит попытка деления 10 на 0.

Это можно проверить, пропустив выполнение вычисления, когда i=0. Закройте окно с ошибкой, сбросьте отладчик. Снова нажмите кнопку "Запустить", и кнопку "Button1". Снова выведите окно Списка наблюдения. Нажимайте <F8>, пока i не станет 0, а выражение - inf. Теперь, в Окне наблюдений щелкните правой кнопкой мыши по строке с переменной i, и в всплывающем меню выберите команду "Вычислить/Изменить". В открывшемся окне вы увидите строку "Выражение", где будет указана переменная i. В поле "Результат" будет указано значение 0. А в строке "Новое значение" нам нужно указать значение, которое мы желаем принудительно присвоить переменной. Тут укажем 1 и нажмем <Enter> или кнопку "Изменить". В поле "Результат" значение должно смениться на 1. Снова нажмем <F8>, значение i изменится на 2, ошибки не будет. Нажав <F8> еще несколько раз, мы доберемся до конца программы и увидим сообщение, которое она и должна была вывести по нашему замыслу:

Рис. 27.8. Результирующее сообщение программы

Как видите, вычисление, где i равна нулю, было пропущено.

Встроенный отладчик имеет и другие инструменты, с которыми вы сами сможете со временем освоиться, экспериментируя с ними.