4886

Многофайловые проекты. Средства отладки и тестирования

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Многофайловые проекты. Средства отладки и тестирования. При программировании любых более-менее сложных задач неизбежно возникают проблемы, связанные с разрастанием исходного кода и вызываемыми этим неудобствами при разработке и отладке. Естественным...

Русский

2012-11-28

67 KB

12 чел.

Многофайловые проекты. Средства отладки и тестирования.

При программировании любых более-менее сложных задач неизбежно возникают проблемы, связанные с разрастанием исходного кода и вызываемыми этим неудобствами при разработке и отладке. Естественным подходом в этом случае будет разбиение программы на меньшие части. В качестве самого простого способа декомпозиции программы можно рассматривать организацию её в виде набора функций, выполняющих логически целостные блоки кода, в результате чего исходную задачу можно рассматривать уже на более высоком уровне абстракции – как систему взаимодействия функций.

Следующим шагом повышения уровня абстракции программы является группировка функций и связанных с ними данных в отдельные файлы (модули), компилируемые раздельно. Получившиеся в результате компиляции объектные модули объединяются в исполняемую программу с помощью компоновщика. Разбиение на модули уменьшает время перекомпиляции и облегчает процесс отладки, скрывая несущественные детали за интерфейсом модуля и позволяя отлаживать программу по частям (или разными программистами).

Модуль содержит данные и функции их обработки. Другим модулям нежелательно иметь собственные средства обработки этих данных, они должны пользоваться для этого функциями первого модуля. Для того чтобы использовать модуль, нужно знать только его интерфейс, а не все детали его реализации. Чем более независимы модули, тем легче отлаживать программу. Это уменьшает общий объем информации, которую необходимо одновременно помнить при отладке. Разделение программы на максимально обособленные части является сложной задачей, которая должна решаться на этапе проектирования программы.

Модуль чаще всего представляет собой пару из заголовочного (*.h или *.hpp) файла и файла реализации (*.cpp, *.cxx). В заголовочном файле описывается интерфейс модуля, т.е. функции и данные, которые этот модуль предоставляет в пользование другим модулям программы. При проектировании модуля общее правило заключается в том, что в одном файле должны группироваться взаимозависимые объявления и определения, которые, скорее всего будут почти все одновременно нужны в некотором транслируемом модуле. В противном случае, слабо связанные объявления и определения лучше разместить в разных файлах. В заголовочных файлах размещают определения констант, встроенных фукнций (inline), шаблонов. Для избежания проблем, вызванных повторным опредедением функции и данных при включении одного и того же заголовочного файла в разных модулях программы, используются специальные директивы препроцессора (include guard).

В файле реализации даются определения функций, объявленных в h-файле, кроме того, здесь могут объявляться и определяться вспомогательные функции и данные, необходимые для реализации внутренней функциональности модуля, но не входящие в его интерфейс.

// header.h

// Include guard

#ifndef _HEADER_H_

#define _HEADER_H_

// Определение константы

const double CD = 1.234;

// Объявление функции

int func( double d );

// Определение шаблона функции

template< class T >

void tmplFunc( T & ref )

{

  ref++;

}

#endif //_HEADER_H_

// header.cpp

#include "header.h"

// Определение функции, объявленной в header.h

int func( double d )

{

  return static_cast< int >( d * d );

}

Средства отладки и тестирования.

Под отладкой понимают процесс поиска и устранения ошибок в программе. Для локализации причины, вызывающей нежелательное поведение, необходимо иметь возможность проследить путь исполнения программы, а также иметь возможность анализировать текущие значения переменных. Такие возможности предоставляются специальными инструментами разработки – отладчиками (debugger). Отладчик позволяет запускать программу в «пошаговом» режиме, наблюдать за её текущим состоянием, анализировать и изменять значения переменных в памяти и т.д. В комплект IDE Microsoft Visual Studio входит визуальный отладчик. При запуске программы на исполнение из Visual Studio с помощью стандартной команды Debug => Start Debugging (кнопка F5), отладчик подключается к ней автоматически. Кроме того, есть возможность подключения отладчика Visual Studio к любой другой уже выполняющейся программе. Для этого нужно использовать команду Debug => Attach to Process…, и выбрать в списке нужную программу.

Для входа в режим отладки можно в любой момент исполнения программы выполнить команду Debug => Break all. Исполнения программы будет приостановлено и следующая исполняемая инструкция кода (в случае, если исходный код для отлаживаемой программы доступен) будет указана отладчиком:

Далее исполнение программы может быть остановлено (Debug => Stop Debugging), продолжено в обычном режиме (Debug => Continue), либо в «пошаговом». Управление пошаговым исполнением осуществляется командами Step Over (переход к следующей инструкции), Step Into (вход «внутрь» следующей инструкции, например, вход в тело вызываемой функции), Step Out (выход «наружу» из текущего кода в вызывающий код, например, выход из функции).

Для более удобного перехода сразу к некоторой конкретной инструкции можно выполнить команду Run To Cursor из контекстного меню, вызываемого правой кнопкой мыши при клике на нужный участок исходного кода в редакторе Visual Studio. Кроме того, инструкцию можно пометить с помощью точки останова (breakpoint) кликнув на колонку слева от редактора кода напротив нужной строки, в этом случае программа будет приостановлена и переведена в режим отладки сразу, как только исполнение достигнет отмеченной инструкции:

Отладчик Visual Studio предоставляет множество интсрументов, облегчающих анализ исполняемой программы. Наиболее важными инструментами являются списки переменных Autos (автоматические переменные), Locals (локальные переменные), а также Watch (список нужных переменных, задаваемый программистом самостоятельно). В процессе отладки в этих списках будут показаны текущие значения переменных, причем их значения можно вручную изменять непосредственно в ходе выполнения программы:

\

Еще одним удобным инструментом отладки является стек вызовов Call Stack, позволяющий проанализировать, какими функциями была вызвана текущая, и переходить непосредственно к вызывающему коду двойным кликом по соответствующей строке таблицы:

После завершения отладки часто бывает необходимо также оценить эффективность разработанной программы с целью оптимизации производительности. С этой целью используют профилировщики (profiler – профайлер). Профилировщик представляет собой спецальный инструмент, позволяющий оценить, какие именно функции в программе вызываются наиболее часто и несут наибольшую вычислительную нагрузку, что позволяет сосредоточить усилия на оптимизации именно этих участков кода.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27506. Основные подходы к правопониманию 27.5 KB
  Правопонимание это научная категория отражающая процесс и результат целенаправленной мыслительной деятельности человека включающая в себя познание права его восприятие и отношение к нему как к целостному социальному явлению Субъектом правопонимания всегда выступает конкретный человек например гражданин обладающий минимальным правовым кругозором столкнувшийся с проблемой права Объектом правопонимания могут быть право конкретного общества отрасль институт права отдельные правовые нормы Содержание правопонимания составляет...
27507. Относительная самостоятельность государства и права по отношению к обществу 26.5 KB
  Самостоятельность независимость свобода от внешних влияний принуждений от посторонней поддержки помощи. Относительная самостоятельность государства его органов естественна необходима и социально оправданна. Самостоятельность государства проявляется в свободе выбора при принятии им управленческих и других актов при избрании путей и методов решения встающих перед обществом задач при определении стратегии и тактики государственной политики.
27508. Отрасль права: понятие и характеристика 33 KB
  Отрасль права элемент системы права представляющий собой совокупность норм права регулирующих качественно однородную группу общественных отношений. В свою очередь отрасль права подразделяется на отдельные взаимосвязанные элементы которые называются институтами права. Основаниями для деления права на отрасли считаются: 1 предмет правового регулирования однородная и отделимая от других группа общественных отношений; 2 метод правового регулирования совокупность приемов способов воздействия на общественные отношения.
27509. Охарактеризуйте основные виды государственного принуждения 28.5 KB
  Охарактеризуйте основные виды государственного принуждения. Сфера воздействия на объект определяет вид государственного принуждения. 1 Предмет психологического государственного принуждения имеет сложную структуру. Задача психического принуждения состоит в возбуждении такого мотива поведения который вступая в борьбу с иными мотивами должен преодолеть их и склонить субъекта к требуемому поведению.
27510. Охарактеризуйте основные элементы состава правонарушения 39 KB
  Охарактеризуйте основные элементы состава правонарушения. Состав правонарушения как правовое понятие и раскрывает эту сложную структуру. Состав правонарушения это совокупность его элементов. Элементами состава правонарушения являются: объект правонарушения объективная сторона правонарушения субъект правонарушения субъективная сторона правонарушения.
27511. Охарактеризуйте соотношение понятий форма и источник права 30 KB
  Охарактеризуйте соотношение понятий форма и источник права. В отечественной правовой теории значительное место занимала дискуссия о правильности терминов обозначающих соответствующие понятия источник права или форма права. Одни ученые признавали более правильным употребление термина форма права А. Шебалов другие склонялись к термину юридический формальный источник права С.
27512. Охарактеризуйте федеративные и конфедеративные государства 33.5 KB
  Форма государственного устройства территориальная организация государственной власти или иными словами внутреннее строение государства деление его на составные части. По форме государственного устройства государства могут быть простыми и сложными. 1 Простые государства унитарные это форма государственного устройства где территориальные единицы входящие в её состав не обладают элементами суверенитета в независимости от размера общей территории государства Китай Литва.
27513. Перечислите виды правовых статусов субъектов правоотношений 24.5 KB
  Виды: общеправовой грн специальный студент индивидуальный паспорт Правовой статус это основанная на правосубъектности система взаимосвязанных прав свобод льгот ограничений обязанностей и ответственности субъектов юридически закрепленное положение. Виды правового статуса: 1 в зависимости от принадлежности лица к тому или иному гражданству; 2 различают отраслевые правовые статусы гражданскоправовой административноправовой и др.; 3 различают правовой статус нарушителя и правовой статус гражданина с правомерным поведением;...
27514. Перечислите и охарактеризуйте виды диспозиций правовых норм 29 KB
  Диспозиция юридическое расположение сторон элемент определяющий модель поведения субъектов с помощью установления прав и обязанностей возникающих при наличии указанных в гипотезе юридических фактов; диспозиция выступает основной регулирующей частью нормы ее ядром; 1 В зависимости от того как излагается правило поведения различают следующие виды диспозиции: а простая диспозиция называющая вариант поведения но не раскрывающая не разъясняющая его например ст. Что представляют собой обособленные водные объекты норма не...