巧設(shè)問題情境 提升編程糾錯能力

王聲光

【摘 要】本文闡述了VB上機編程過程中的常見錯誤，主要包括編譯錯誤、運行錯誤和邏輯錯誤。對于不同的錯誤類型，提出相應(yīng)的解決辦法，并結(jié)合具體程序調(diào)試教學，詳細介紹添加斷點、單步執(zhí)行、跟蹤變量的方法在調(diào)試程序時的操作步驟，希望對提高學生的糾錯能力和程序設(shè)計水平有較大的幫助。

【關(guān)鍵詞】VB程序;程序調(diào)試;錯誤處理

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2021）06-060-04

問題的提出

在《高中信息科技》（華師大版教材）第二冊的教學中，學生不僅要進行基礎(chǔ)算法理論的學習，還要進行上機編程實踐，驗證算法設(shè)計的正確性。學生在上機過程中，出現(xiàn)程序錯誤是難免的，無論怎樣精心地設(shè)計算法，在編程時都很難做到一次就運行正確。在編程過程中，不怕程序報錯，就怕程序結(jié)果不對但不報錯。為了解決這個問題，在教學過程中，要注重培養(yǎng)學生的程序調(diào)試能力，使其掌握程序調(diào)試的相關(guān)方法。學生通過不斷地編程實踐，提高程序設(shè)計的自信心和解決實際問題的能力。

編程中常見的錯誤分類

1.編譯錯誤

編譯錯誤又分為兩種，一種是VB集成開發(fā)環(huán)境自動檢查出的語法錯誤。當用戶在輸入代碼時，發(fā)現(xiàn)程序存在輸入錯誤，如語句缺少運算符、語句沒輸入完整、遺漏關(guān)鍵字等，編譯器會彈出一個窗口提示，告知出錯原因，出錯代碼會變成紅色字體顯示。例如，在if語句中遺漏了then，在換行時就會彈出錯誤提示：缺少Then或GoTo。另一種是單擊“啟動”按鈕后，系統(tǒng)在編譯時檢查出來的錯誤。程序編寫完成后，編譯器會先編譯程序，檢查程序中是否有錯誤，如單詞拼寫錯誤，函數(shù)缺少參數(shù)，if語句結(jié)束時遺漏了endif。for語句結(jié)束時遺漏了next語句等。

2.運行錯誤

運行錯誤是指在編譯通過后，運行時發(fā)生的錯誤。這類錯誤一般是由代碼在執(zhí)行過程中遇到了不可執(zhí)行的操作引起的，如溢出錯誤、類型不匹配、下標越界、試圖打開一個不存在的文件等。當遇到運行錯誤時，系統(tǒng)也會彈出一個提示框，顯示錯誤原因。同時，在彈出框中還會有四個按鈕，分別是“繼續(xù)”“結(jié)束”“調(diào)試”“幫助”。當用戶單擊提示框上的“調(diào)試”按鈕時，系統(tǒng)會將出錯代碼以黃底黑字突出顯示。

3.邏輯錯誤

邏輯錯誤是指編譯和運行都正常，沒有提示錯誤，但是運行沒有結(jié)果或者結(jié)果和預(yù)期不一致，這說明程序中存在邏輯錯誤。邏輯錯誤不容易被發(fā)現(xiàn)，需要用戶自己去排查，所以查找錯誤語句就比較困難，一般可能的原因有運算符使用不正確、語句中前后使用的變量不一致、語句前后的次序不對、循環(huán)語句的初值或終值不正確等。邏輯錯誤是這三類錯誤中最難排查的，需要借助斷點調(diào)試來查找錯誤原因。

不同錯誤的應(yīng)對方法

1.編譯錯誤和運行錯誤的應(yīng)對方法

當遇到編譯錯誤時，彈出框上有“確定”和“幫助”兩個按鈕，單擊“確定”按鈕，出錯的語句會自動選中，認真檢查選中的語句就能找到錯誤原因。如輸入語句，學生經(jīng)常寫成a=imputbox（“”），在執(zhí)行時編譯器會彈出提示：編譯錯誤，子程序或函數(shù)未定義，單擊“確定”按鈕后，imputbox單詞會被選中，仔細檢查發(fā)現(xiàn)是單詞拼寫錯誤，修改后程序執(zhí)行正確。

當遇到彈出框上有“調(diào)試”按鈕時，說明是運行錯誤，此時要單擊“調(diào)試”按鈕，定位到錯誤語句所在的行，根據(jù)提示的錯誤原因，修改程序即可。如在累加或累乘的算法中，經(jīng)常會出現(xiàn)“溢出”錯誤，主要原因是計算的結(jié)果超過了變量所能存放的最大值，只需要修改變量類型即可。對于運行錯誤，需要學生在平時遇到錯誤時多積累，遇到看不懂的錯誤時多提問，再遇到時就能輕松解決了。

2.邏輯錯誤的應(yīng)對方法

對于邏輯錯誤，無法輕松地定位到錯誤語句所在的行，在排查時要借助斷點調(diào)試，單步執(zhí)行語句，跟蹤變量值的變化，來檢查程序中的錯誤。通過添加斷點，可以中斷程序的運行，具體使用斷點進行調(diào)試的方法如下。

第一步，插入斷點。在需要設(shè)置斷點的語句左側(cè)灰色區(qū)域單擊鼠標左鍵或者按下鍵盤上的F9鍵，此時語句前面有一個紅色圓圈，整條語句呈紅底白字的突出顯示狀態(tài)，再次單擊紅色圓圈，就可以取消斷點。一般斷點是加在可能出錯的語句上，加一個斷點即可。

第二步，添加監(jiān)視。通過監(jiān)視窗口，可以顯示當前程序執(zhí)行過程中變量的值。單擊菜單欄中的“調(diào)試”，添加監(jiān)視，在彈出的對話框中輸入變量名或者表達式，即可以打開監(jiān)視窗口。如果程序執(zhí)行過程中，監(jiān)視窗口隱藏起來了，也可以通過視圖菜單，監(jiān)視窗口會顯示隱藏的監(jiān)視界面。

第三步，單步執(zhí)行程序。單擊運行菜單下的“啟動”按鈕，程序就會執(zhí)行到斷點語句停下來，然后選擇調(diào)試菜單下的單步執(zhí)行或者按鍵盤上的F8鍵，即可單步執(zhí)行程序，單步執(zhí)行后，執(zhí)行點會移動到下一行。每執(zhí)行一行語句，在監(jiān)視窗口查看變量當前的值，檢查程序中的錯誤。

案例分析

雖然在平時的上機練習中，當學生遇到程序錯誤時，解釋過當前程序出錯的原因及解決的辦法，但是對于如何解決邏輯錯誤，卻很少涉及。筆者在經(jīng)典算法實例講完之后，以平時學生上傳的作業(yè)為例，挑選了一些典型的錯誤程序，帶領(lǐng)學生一起查錯誤，調(diào)試程序，修改代碼，整理和歸納程序調(diào)試的方法。

1.活動1—— 計算快遞費

問題情境：放暑假時，小明利用順豐快遞將自己本學期的書籍寄回家，目前的收費標準是上海本地1kg以內(nèi)收費12元，超過1kg的部分，每1Kg收費2元，輸入書籍的重量，計算應(yīng)付快遞費。程序代碼如表1所示，程序共有多處錯誤，請運行程序，找出錯誤語句并改正。

學生1：點擊啟動按鈕之后，系統(tǒng)彈出編譯錯誤，必選參數(shù)。同時inputBox單詞被選中，檢查發(fā)現(xiàn)，inputbox（）是輸入函數(shù)，在括號中缺少了雙引號，加上雙引號就可以了。繼續(xù)執(zhí)行程序，系統(tǒng)彈出第2個錯誤提示，else 沒有if。程序中else語句會被選中，初步看else是和if語句匹配的，出錯了說明沒有匹配成功。仔細閱讀程序，發(fā)現(xiàn)if語句單獨寫成了一行，此時的if語句是單分支結(jié)構(gòu)，else不能與if進行匹配，而雙分支結(jié)構(gòu)的語句格式是then后面的語句要換行寫，所以在then后面敲一下回車，后面的語句換行寫就可以了。

在上面的程序中，其在運行時出現(xiàn)了兩個編譯錯誤，分別是“必選參數(shù)”“else沒有if”。這些錯誤在執(zhí)行程序時，都會有錯誤提示，根據(jù)提示定位錯誤行，修改語句即可。

2.活動2—— 求三位數(shù)中所有的水仙花數(shù)

具體程序如表2所示，程序中有多處錯誤，先運行程序，再修改錯誤。

學生2：嘗試運行程序，發(fā)現(xiàn)沒有輸出結(jié)果，也沒有任何的錯誤提示，初步檢查代碼，并沒有發(fā)現(xiàn)什么錯誤，這時該如何修改呢？

這就是我們常說的邏輯錯誤，可以用斷點調(diào)試的方法來排查。第一步是添加斷點，在a=x/100這一行前面添加斷點，然后添加監(jiān)視，監(jiān)視變量a，b，c，i的值，再單步執(zhí)行語句。當i=100時，執(zhí)行循環(huán)體，分別計算變量的值。if語句判斷條件不滿足，i的值加1，i=101，繼續(xù)進入循環(huán)判斷，再次執(zhí)行循環(huán)體，在監(jiān)視窗口很方便地看到當前a，b，c，i的值，如圖1所示。程序運行到這里，閱讀代碼，思考程序中可能存在的問題。

學生3：通過觀察變量a，b，c，i值的變化，發(fā)現(xiàn)了兩個問題，一個是第二次執(zhí)行循環(huán)體時，i=102，說明執(zhí)行一次循環(huán)，i的值加了2次，for循環(huán)中省略了步長step，默認的步長為1，不需要在循環(huán)體中加上i=i+1這條語句，否則就會跳過了所有對奇數(shù)數(shù)據(jù)的判斷，在枚舉時就會遺漏可能的結(jié)果，修改的方法是把循環(huán)體中的i=i+1去掉。另一個問題是變量a應(yīng)該是存放三位數(shù)百位上的值，當i=102時，a的值應(yīng)該是1，而不是1.02，說明a=i/100此處應(yīng)使用整除運算，應(yīng)該加上取整函數(shù)int（）或者改用整除運算符。

學生4：發(fā)現(xiàn)還有另外一個問題，變量a是求三位數(shù)百位上的值，用的是整除運算，變量b是求三位數(shù)十位上的值，應(yīng)該也用整除運算，所以應(yīng)該將b=i/10 mod 10修改為b=i＼10 mod 10或者b=int（i/10） mod 10。

通過斷點調(diào)試，跟蹤變量，可以清楚地看到變量值的變化，這有助于我們排查錯誤。對于循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序，有時循環(huán)體執(zhí)行一次，跟蹤變量后就能發(fā)現(xiàn)問題，有時要多次反復(fù)執(zhí)行循環(huán)體，才能檢查出錯誤語句。當找到錯誤后，修改好程序，再執(zhí)行時可以去掉斷點，看是否能得到預(yù)期的結(jié)果。

通過課堂教學實踐，總結(jié)上機編程過程中的常見問題。當遇到程序出錯時，主要分兩類：報錯和不報錯，如圖2所示。當程序報錯時，根據(jù)錯誤原因不同又分為編譯錯誤和運行錯誤，此時要認真閱讀錯誤提示，根據(jù)錯誤提示定位到錯誤語句所在的行，再去修改程序。如果程序沒有報錯，但是沒有結(jié)果，說明此時是邏輯錯誤，需要通過斷點調(diào)試的方法來排查錯誤語句，再修改程序。

結(jié)束語

本文介紹了VB上機編程過程中的常見錯誤類型，不同類型錯誤的調(diào)試方法，并以具體的教學實踐為例，闡述了如何使用添加斷點、單步執(zhí)行、跟蹤變量來調(diào)試程序，修改錯誤。掌握這些方法，對提高程序設(shè)計能力有較大的幫助。除此之外，在一開始的上機練習中，幫助學生做好語句書寫的規(guī)范，讓學生養(yǎng)成良好的編程習慣也同樣重要。例如，在分支結(jié)構(gòu)或循環(huán)結(jié)構(gòu)的語句中，采用縮進的語句格式，如if和else中間的語句進行縮進，for語句的循環(huán)體也是以縮進的方式來書寫，這樣在閱讀程序時能快速厘清程序的框架結(jié)構(gòu)，更容易地找到程序中的錯誤。

程序調(diào)試不是一件容易的事，僅僅掌握這些方法還是不夠的，還需要在上機實踐過程中不斷地積累，不斷地總結(jié)經(jīng)驗，才能快速地提高VB程序設(shè)計水平，寫出高質(zhì)量的程序。