浅谈调试技术在非计算机专业的c语言程序设计教学中的应用

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1、浅谈调试技术在非计算机专业的C语言程序设计教学中的应用摘要：“C语言程序设计”是一门非计算机专业大学生必修的专业基础课，但在实际教学课堂中，对一些概念如变量的补码、指针变量、函数的嵌套调用与递归调用，学生普遍反映概念抽象难以理解。针对这种问题，提出了一种基于VisualStudio2013调试工具的教学方法。通过单步调试的“慢动作回放”，使学生能够直观地看到计算机底层所表示的内容。经过课堂实践证明，这种方法实现起来简单、方便，并且可以达到很好的教学效果。关键词：非计算机专业;c语言程序设计;调试工

2、具;VS2013中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324(2016)42-0177-02一、引言“C语言程序设计”课程对非计算机专业的理工科学生来说，是一门非常重要的基础课程，但相比于其他程序设计语言，c语言初学起来十分困难。其主要原因是:（1）C语言数据类型和运算符多，表达式复杂;（2）初学者在学习过程中暂时不能使用机器思维。为了使学生学习好“C语言程序设计”这门课程，许多教育工作者对教学方法进行了深入的探索，积累了丰富的教学经验［1-3］。尽管如此，如何使学生能更好地

3、掌握C语言程序设计仍然值得教育工作者进一步探索。本文准备从调试的目的和任务入手，给出若干程序设计和调试的技巧，使学生更好地掌握C语言程序设计。学习调试之前需要弄清楚两个问题:为什么要调试？怎样去调试？从英文单词debug上可以看出，调试的本意是“解除程序中的错误（bug）”。为了能对程序进行查错和改错，就有必要对程序的局部进行专门的分析，观察程序的运行过程。这样做的另一个好处是辅助程序员对C语言语法进一步地理解。二、VisualStudio2013的调试工具在C语言程序设计教学中的使用1.使用Me

4、mory和Watch探析简单变量。对于C语言中的如下程序段intmain(){inta=-l;floatb=100.625;return0;}通过F10单步跟踪程序，在执行return语句之前，通过在watch窗口输入&a获得了变量a的地址，在本例中为：0x0046f890,得到图1，其内容为十六进制的FFFFFFFF，它对应的十进制数为：-1，这样可以使学生理解负数补码的作用。在watch窗口中输入&b获得了变量b的地址，在本例中为：0x0046f884,得到图2,其内容为十六进

5、制的42C94000,它对应的十进制数为100.625,这样可以使学生对单精度浮点数的编码格式有一个直观的了解。2.使用Memory和Watch理解字符串。字符串在c语言中是以字符数组形式存储的，并以‘’作为结束标志。对于如下代码段：charstring[10]=”bbbbb”；通过在Watch窗口获得的string值为0x0031fe90,则得到字符串的首地址，在Memory中加以查看，结果如图3。在图中，从0x0031fe90至IJ0x0031fe96处四个字节的内容分别为0x62，0x6

6、2，0x62，0x62，0x62，0x62,十六进制的62对应十进制的98，而98为字符b的ASCII码，0为’’的ASCII码，通过该图，学生可以直观地看到字符在内存中是如何以ASCII码形式存储的，并且C语言字符串又是如何以‘’为结束标志的。1.使用Memory和Watch理解指针。指针和指针变量在C语言程序设计教学中属于重点和难点。在教学中，学生经常容易混淆两者的概念。指针代表变量的地址，指针变量用于存放地址。通过Memory查看内存情况，可以使学生对地址产生感性的认识，对内存分布情

7、况有直观的印象。对于如下的代码：charch=‘b’，*p=NULL;p=&ch;通过在内存中查看p的内容，可以看到它的值为，正好与ch的地址相同。除上述内容外，还可以使用同样的方法对结构体和结构体成员，共用体和共用体成员之间的关系进行解析，使学生对构造类型在计算机内存中是如何分布的有一定直观的了解。1.使用CallStack查看函数调用堆栈。函数的嵌套调用与递归调用在教学中属于难点，学生对函数的调用顺序经常感到迷惑，通过VS2013的Callstack图形化工具，可以形象直观地展示函数的

8、调用过程。对于如下的代码段：#include<stdio.h>voidfunb(){printf("Thisisfunb!");}voidfuna(){funbO;}intmain(){funa();return0;}CallStack工具可以清晰地显示出函数a与函数b的调用顺序，通过逐语句的执行，学生对函数嵌套调用能产生直观的印象。对于函数的递归调用，学生在学习汉诺塔程序时即使清除递归调用的概念，但对程序中函数的调用过程仍会产生疑惑，同理，递归调用也可以使用Cal