3.9 – Использование встроенного отладчика: стек вызовов

Современные отладчики содержат еще одно окно отладочной информации, которое может быть очень полезно при отладке программы, и это окно стека вызовов.

Когда ваша программа вызывает функцию, вы уже знаете, что она создает закладку для текущего местоположения, выполняет вызов функции и затем возвращается из нее. Как она узнает, куда вернуться? Ответ в том, что она отслеживает это в стеке вызовов.

Стек вызовов (call stack) – это список всех активных функций, которые были вызваны для перехода к текущей точке выполнения. Стек вызовов включает в себя запись для каждой вызываемой функции, а также строку кода, в которую будет выполнен возврат при возврате из функции. Всякий раз, когда вызывается новая функция, эта функция добавляется в верхнюю часть стека вызовов. Когда происходит возврат из текущей функции в вызывающую, эта функция удаляется из вершины стека вызовов, и управление возвращается функции, находящейся чуть ниже нее.

Окно стека вызовов – это окно отладчика, которое показывает текущий стек вызовов. Если вы не видите окно стека вызовов, вам нужно будет указать среде IDE, чтобы она его показала.

Давайте посмотрим на стек вызовов на примере программы:

#include <iostream>
 
void a()
{
	std::cout << "a() called\n";
}
 
void b()
{
	std::cout << "b() called\n";
	a();
}
 
int main()
{
	a();
	b();
 
	return 0;
}

Поместите точки останова в строки 5 и 10 этой программы, а затем запустите режим отладки. Поскольку функция a вызывается первой, точка останова в строке 5 будет достигнута первой.

На этом этапе вы должны увидеть что-то вроде этого:

Обратите внимание, что номера ваших строк могут немного отличаться (на 1), и что вместо [Внешний код] (External Code) вы можете увидеть кучу других функций с безумными названиями. Эти различия несущественны.

Здесь важны две верхние строчки. Снизу вверх мы видим, что сначала была вызвана функция main, а затем следующей была вызвана функция a.

Строка 5 рядом с функцией a показывает нам, где находится текущая точка выполнения (которая соответствует маркеру выполнения в окне редактора кода). Строка 17 во второй строке указывает строку, в которую будет выполнен возврат, когда управление вернется к функции main.

Теперь выберите команду продолжить отладку, чтобы перейти к следующей точке останова, которая будет в строке 10. Стек вызовов должен обновиться, чтобы отразить новую ситуацию:

Вы можете заметить, что теперь в верхней строке стека вызовов находится функция b, что отражает тот факт, что функция b – это функция, которая выполняется в данный момент. Обратите внимание, что функция a больше не представлена в стеке вызовов. Это связано с тем, что функция a была удалена из стека вызовов при возврате.

Еще раз выберите команду продолжить отладку, и мы снова попадем в точку останова в строке 5 (потому что функция b вызывает функцию a). Стек вызовов будет выглядеть так:

Теперь в стеке вызовов три функции: (снизу вверх) main, которая вызвала функцию b, которая вызвала функцию a.

Стек вызовов полезен в сочетании с точками останова, когда достигается точка останова, и вы хотите знать, какие функции были вызваны для перехода к этой конкретной точке кода.

Заключение

Поздравляем, теперь вы знаете основы использования встроенного отладчика! Используя пошаговое выполнение, точки останова, отслеживание переменных и окно стека вызовов, у вас есть основы для отладки практически любой проблемы. Как и во многих других вещах, для того, чтобы научиться пользоваться отладчиком, требуется определенная практика и метод проб и ошибок. Но опять же, мы повторим, что время, потраченное на изучение того, как эффективно использовать встроенный отладчик, окупится многократно за счет экономии времени на отладку ваших программ!

Теги