教學課程：了解如何使用 Visual Studio 對 C++ 程式碼進行偵錯

文章
10/22/2023

本文以逐步解說介紹 Visual Studio 偵錯工具的功能。如果您希望檢視偵錯工具功能的概要，請參閱偵錯工具簡介。當您「偵錯您的應用程式」，通常表示您正在執行附加偵錯工具的應用程式。執行此作業時，偵錯工具會提供許多方式來查看您程式碼所執行的功能。您可以逐步執行程式碼並查看儲存在變數中的值、可以設定變數的監看式以查看值變更、可以檢查程式碼的執行路徑，查看是否正在執行程式碼的分支，依此類推。如果這是您第一次嘗試偵錯程式碼，您可能需要先閱讀適用於徹底初學者偵錯，再瀏覽本文。

雖然示範應用程式是 C#，但大多數功能也適用於 C++、Visual Basic、F#、Python、JavaScript 及 Visual Studio 支援的其他語言 (F# 不支援「編輯後繼續」。F# 和 JavaScript 不支援 [自動變數] 視窗)。螢幕擷取畫面是以 C++ 表示。

在此教學課程中，您需要：

啟動偵錯工具，並叫用中斷點。
了解命令以在偵錯工具中逐步執行程式碼
檢查資料提示和偵錯工具視窗中的變數
檢查呼叫堆疊

必要條件

您必須已安裝 Visual Studio，並具有 [使用 C++ 的桌面開發] 工作負載。

如果您尚未安裝 Visual Studio，請前往 Visual Studio 下載頁面免費進行安裝。

如果您尚未安裝 Visual Studio 2022，請前往 Visual Studio 2022 下載頁面進行免費安裝。

如果您需要安裝工作負載，但已安裝 Visual Studio，請移至 [工具]>[取得工具與功能...]，以開啟 Visual Studio 安裝程式。 Visual Studio 安裝程式即會啟動。選擇 [使用 C++ 的桌面開發] 工作負載，然後選擇 [修改] 按鈕。

建立專案

首先，您將建立 C++ 主控台應用程式專案。在您新增任何項目之前，專案類型會隨附您需要的所有範本檔案！

開啟 Visual Studio。

如果啟動視窗未開啟，請選擇 [檔案]>[啟動視窗]。
在開始視窗中，選擇 [建立新專案]。
在 [建立新專案] 視窗的搜尋方塊中輸入或鍵入 ASP.NET。接下來，從語言清單中選擇 C++，然後從平台清單中選擇 Windows。

在您套用語言和平台的篩選條件之後，請選擇 [主控台應用程式] 範本，然後選擇 [下一步]。

注意

如果您未看到 [主控台應用程式] 範本，您可以從 [建立新專案] 視窗中安裝。在 [找不到你要尋找的項目嗎?] 訊息中，選擇 [安裝更多工具和功能] 連結。然後，在 Visual Studio 安裝程式中選擇 [使用 C++ 的桌面開發] 工作負載。
在 [設定您的新專案] 視窗的 [專案名稱] 方塊中，鍵入或輸入 get-started-debugging。接著，選擇 [建立]。

Visual Studio 會隨即開啟您的新專案。

建立應用程式

在 get-started-debugging.cpp中，將所有預設程式碼取代為下列程式碼：

#include <string>
#include <vector>
#include <iostream>

void SendMessage(const std::wstring& name, int msg)
{
    std::wcout << L"Hello, " << name << L"! Count to " << msg << std::endl;
}

int main()
{
    std::vector<wchar_t> letters = { L'f', L'r', L'e', L'd', L' ', L's', L'm', L'i', L't', L'h' };
    std::wstring name = L"";
    std::vector<int> a(10);
    std::wstring key = L"";

    for (int i = 0; i < letters.size(); i++)
    {
        name += letters[i];
        a[i] = i + 1;
        SendMessage(name, a[i]);
    }
    std::wcin >> key;
    return 0;
}

啟動偵錯工具！

按 F5 ([偵錯] > [開始偵錯]) 或偵錯工具列中的 [開始偵錯] 按鈕。

F5 鍵會啟動應用程式並將偵錯工具附加至應用程式處理序，但目前我們還沒有做任何特別動作來檢查程式碼。因此應用程式只會載入，且您會看到主控台輸出。
```
Hello, f! Count to 1
Hello, fr! Count to 2
Hello, fre! Count to 3
Hello, fred! Count to 4
Hello, fred ! Count to 5
Hello, fred s! Count to 6
Hello, fred sm! Count to 7
Hello, fred smi! Count to 8
Hello, fred smit! Count to 9
Hello, fred smith! Count to 10
```
在本教學課程中，我們將使用偵錯工具仔細查看這個應用程式，並了解偵錯工具功能。
按下紅色停止按鈕 (Shift + F5) 來停止偵錯工具。
在主控台視窗中，按下一鍵和 Enter 鍵以關閉主控台視窗。

設定中斷點，並啟動偵錯工具

在 main 函式的 for 迴圈中，按一下下列程式碼行的左邊界來設定中斷點：

name += letters[i];

您設定中斷點的位置會出現紅色圓圈。

中斷點是可靠偵錯的其中一個最基本且必要功能。中斷點會指出 Visual Studio 應暫停程式碼執行的地方，如此一來您可以查看變數的值或記憶體的行為，或查看程式碼分支是否正在執行。
按下 F5 或 [開始偵錯] 按鈕，應用程式會啟動，而偵錯工具會執行到您設定中斷點的程式碼行。

黃色箭號表示偵錯工具暫停時的陳述式，這也表示會在相同的點暫停執行應用程式 (尚未執行此陳述式)。

如果尚未執行應用程式，則 F5 鍵會啟動偵錯工具並在第一個中斷點停止。否則，F5 鍵會繼續執行應用程式到下一個中斷點。

如果您知道要詳細檢查的程式碼行或程式碼區段，則中斷點是一個很有用的功能。如需您可以設定之不同中斷點類型的資訊，例如條件中斷點，請參閱使用中斷點。

使用逐步執行命令在偵錯工具中巡覽程式碼

在大部分情況下，我們會在這裡使用鍵盤快速鍵，因為這是在偵錯工具中快速執行應用程式的好方法 (功能表命令等對等命令會顯示在括弧內)。

在 main 方法的 for 迴圈中暫停時，請按 F11 (或選擇 [偵錯 > 逐步執行]) 兩次，以前進到 SendMessage 方法呼叫。

按下 F11 兩次之後，您應該會在這一行程式碼中：

SendMessage(name, a[i]);
再按 F11 一次，以逐步執行 SendMessage 方法。

黃色指標會前進至 SendMessage 方法。

F11 鍵是逐步執行命令，可將應用程式執行一次往前推進一個陳述式。 F11 鍵是以最詳細的方式檢查執行流程的好方法。 (若要更快速地在程式碼中移動，我們也會示範一些其他選項。)根據預設，偵錯工具會略過非使用者程式碼 (如果您想要更多的詳細資料，請參閱 Just My Code)。

假設您已完成檢查 SendMessage 方法，而您想要退出方法，但會留在偵錯工具中。您可以使用 [跳離函式] 命令完成這項動作。
按下 Shift + F11 (或 [偵錯] [跳離函式]>)。

此命令會繼續應用程式執行 (並推進偵錯工具)，直到目前的方法或函式傳回為止。

您應該回到 main 方法中的 for 迴圈，在 SendMessage 方法呼叫時暫停。
按 F11 數次，直到您再次回到 SendMessage 方法呼叫為止。
在方法呼叫暫停時，按下 F10 (或選擇 [偵錯>逐步執行]) 一次。

請注意，此時偵錯工具不會逐步執行 SendMessage 方法。 F10 鍵會推進偵錯工具，而不需要逐步執行應用程式程式碼中的函式或方法 (此程式碼仍會執行)。藉由在 SendMessage 方法呼叫上按 F10 鍵 (而非 F11 鍵)，我們略過了 SendMessage 的實作程式碼 (現在對我們不太重要)。如需不同方式在程式碼中移動的詳細資訊，請參閱在偵錯工具中巡覽程式碼。

使用 [執行至點選處] 來巡覽程式碼

按下 F5，前進到中斷點。
在程式碼編輯器中，向下捲動並將滑鼠停留在 SendMessage 方法的 std::wcout 函式上方，直到綠色 [執行至點選處] 按鈕出現在左側為止。按鈕的工具提示會顯示「執行到這裡」。

注意

[執行至點選處] 按鈕是 Visual Studio 2017 的新功能。 (如果您沒有看到綠色箭號按鈕，請在此範例中改用 F11，將偵錯工具推進到正確的位置。)
按一下 [執行至點選處] 按鈕。

偵錯工具會前進到 std::wcout 函式。

使用此按鈕類似於設定暫時中斷點。 [執行至點選處] 方便您在應用程式程式碼的可見區域內快速瀏覽 (您可以按一下任何開啟的檔案)。

快速重新啟動您的應用程式

按一下 [偵錯工具列] 中的 [重新啟動] Restart App 按鈕 (Ctrl + Shift + F5)。

相對於停止應用程式並重新啟動偵錯工具，按下 [重新啟動] 可讓您節省時間。偵錯工具會在執行程式碼叫用的第一個中斷點處暫停。

偵錯工具會在您先前在 for 迴圈內設定的中斷點再次停止。

使用資料提示來檢查變數

可讓您檢查變數的功能是偵錯工具最實用功能之一，而且有不同的方法來完成此作業。通常當您嘗試偵錯問題時，您會嘗試確定變數是否會儲存您希望其在特定時間具有的值。

在 name += letters[i] 陳述式上暫停時，將滑鼠停留在 letters 變數上方，您會看到其預設值，即 size={10}。
展開 letters 變數以查看其屬性，其中包括變數包含的所有元素。
接下來，將滑鼠停留在 name 變數上，您會看到其目前值 (空字串)。
按 F5 (或偵錯>繼續)，多次逐一查看 for 迴圈、在中斷點再次暫停，並在每次檢查其值時停留在 name 變數上。

變數的值會隨著 for 迴圈的每個反覆項目而變更，其中顯示 f 的值、fr、fre 等等。

很多時候，您會希望在偵錯時快速檢查變數的屬性值，以查看其是否如您預期的儲存值，而資料提示是很適合的方法。

使用 [自動變數] 和 [區域變數] 視窗來檢查變數

查看程式碼編輯器底部的 [自動變數] 視窗。

如果已關閉，選擇 [偵錯]>[視窗]>[自動變數] 在偵錯工具暫停時將其開啟。

在 [自動變數] 視窗中，您會看到變數及其目前的值。 [自動變數] 視窗會顯示在目前行或前述行 (請查看文件以了解語言特定行為) 中使用的所有變數。
接下來，在 [自動變數] 視窗旁的索引標籤中查看 [區域變數] 視窗。
展開 letters 變數以顯示其所包含的元素。

[區域變數] 視窗會顯示位在目前範圍中的變數，即為目前執行內容。

設定監看式

在主要程式碼編輯器視窗中，以滑鼠右鍵按一下 name 變數，並選擇 [新增監看式]。

[監看式] 視窗隨即在程式碼編輯器底部開啟。您可以使用 [監看式] 視窗來指定您要留意的變數 (或運算式)。

現在，您已於 name 變數上設定監看式，當您在偵錯工具中移動時，就可以看到其值的變更。不同於其他變數視窗，[監看式] 視窗一律會顯示所監看的變數 (它們在超出範圍時會呈現灰色)。

檢查呼叫堆疊

在 for 迴圈中暫停時，按一下 [呼叫堆疊] 視窗，此視窗預設會在右下方的窗格中開啟。

如果已關閉，選擇 [偵錯]>[視窗]>[呼叫堆疊] 在偵錯工具暫停時將其開啟。
按一下 F11 幾次，直到您在 SendMessage 方法中看到偵錯工具暫停為止。查看 [呼叫堆疊] 視窗。

[呼叫堆疊] 視窗會顯示方法和函式的呼叫順序。第一行會顯示目前的函式 (此應用程式中的 SendMessage 方法)。第二行會顯示已從 main 方法呼叫 SendMessage，依此類推。

注意

[呼叫堆疊] 視窗類似於某些 IDE (例如 Eclipse) 中的 [偵錯] 檢視方塊。

呼叫堆疊是檢查並了解應用程式執行流程的好方法。

您可以按兩下某一行的程式碼來查看其原始程式碼，這也會變更偵錯工具所檢查的目前範圍。此動作不會讓偵錯工具往前推進。

您也可以從 [呼叫堆疊] 視窗使用滑鼠右鍵功能表來執行其他動作。例如，您可以在指定的函式中插入中斷點，使用 [執行至游標處] 讓偵錯工具往前推進，並檢查原始程式碼。如需詳細資訊，請參閱如何：檢查呼叫堆疊。

變更執行流程

按 F11 兩次以執行 std::wcout 函式。
偵錯工具在 SendMessage 方法呼叫中暫停後，使用滑鼠抓取左側的黃色箭號 (執行指標)，然後將黃色箭號上移一行回到 std::wcout。
按下 F11。

偵錯工具會重新執行 std::wcout 函式 (您會在主控台視窗輸出中看到此函式)。

藉由變更執行流程，您可以執行一些作業，例如測試不同的程式碼執行路徑，或重新執行程式碼而不重新啟動偵錯工具。

警告

您通常需要謹慎使用這項功能，您會在工具提示中看到一則警告。也可能會看到其他警告。移動指標無法將應用程式還原成先前的應用程式狀態。
按 F5 鍵繼續執行應用程式。

恭喜您完成此教學課程！

下一步

在本教學課程中，您已了解如何啟動偵錯工具、逐步執行程式碼，以及檢查變數。建議您進一步查看偵錯工具功能，以及詳細資訊的連結。

偵錯工具簡介

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