关于Debug和本文

Debug，意为“调试”，是程序员必备技能之一。
想写Debug的文已经很久了，因为我刚学Java的时候也不会Debug，学校也不讲（我们那课叫面向对象程序设计基础，不是Java开发技术啥的），就没好好讲Debug，说是可以自己学啊或者使用System.out.println()啊，可惜我也一直没找到看得懂的东西。直到后来，做一个小型项目，我遇到了很多的NullPointerException，不得不自己琢磨Debug怎么用，顺便请教了一下老师和朋友，就基本学会了使用Debug。
Debug开始用的时候还是很不习惯的，但慢慢用久了，就很香了。
我呢，倒不想把本文写的很复杂，只是希望能给初学者一份导引吧。

对于某些“大佬”，你的技术固然尚可，但做人大可不必过于刻薄，感谢！

Debug的三种手段

断点（breakpoint）
- 打上断点以后，程序运行到断点处就会暂停，可以一步一步观察运行情况。
跟踪（trace）
- 跟着流程一步一步走，看看程序代码的执行流程。
- 跟着流程一步一步走，看看变量动态的变化情况。
监视（watch）
- 即时监视：鼠标指向变量。
- 快速监视：点右键，Inspector。
- 添加监视：点右键，Watch。

IntelliJ IDEA

最简单的程序

先随着一个最简单的程序看IDEA的Debug流程。

我们选择一个1+2+…+10的程序，我们通过这个最基本的程序了解如何去Debug。
IDEA我个人比较喜欢用F8来逐行运行观察，发现问题再追踪。
在这里插入图片描述
在标注行数的左边栏的空白处，点一下，会出现一个红点，带出一条红线，这叫断点（IDEA的断点真的比Eclipse好看和便于增删）。

打断点的目的是使程序Debug运行到这里的时候会停住，我们能逐步地观察变量的变化、程序语句执行的流程等等。

根据我的观察，其实对于初学者，需要测试的部分中一个方法打一个断点就够了，因为一直按F8就会继续逐行执行，希望我这么说会比较容易接受一些。
在这里插入图片描述

右键Debug运行，注意不要Run，Run的话断点就无效了。
在这里插入图片描述

开始运行后，可以看出程序停在了打断点的那一行处，并且有很多灰色的k-v对，下方的Variable栏就会出现各种变量的值，可以追踪各个变量的当前值和值的变化。

按F8就可以继续执行。
在这里插入图片描述

Variable栏中蓝色的变量表示刚刚被修改过：
在这里插入图片描述

运行结束，得到结果：（事实上如果真有Bug，能发现的话在过程中就发现了）
在这里插入图片描述

不断的输入

我们可能需要命令行输入很多数据，有时候我们选择复制后一股脑输入Debug的Console中，但很多时候我们输入几个值并按回车就自动进入了Debug。而Debug运行到需要IO的地方就会阻塞，那么怎么去增加新的输入呢？

先输入10，然后回车：
在这里插入图片描述

程序跳到上面讲过的Debug界面：
在这里插入图片描述

顺着执行，会被IO卡住，那怎么办呢？点击Console，切到Console界面：
在这里插入图片描述

输入新的值，回车：
在这里插入图片描述
这次就不是自动切回去了，需要点击下方的Debugger：

程序继续执行：
在这里插入图片描述

Console识别在一次IO后就切Debugger，所以比较省事的做法是，第一次就把所有的数据输进去。

中断Debug

想中断Debug就和中断Run一样，左边栏的红色方框，点一下就能结束。

多方法打断点

下面的代码除了main()外还有一个多行的方法被调用，如果我们在for那里打上断点能不能进入function()呢？

public class PlusTest {

    private static int function(int num) {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= num; i++) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int num = 10;
        for (int i = 1; i <= num; i++) {
            sum += function(i);
        }
        System.out.println(sum);
    }
    
}

从这个时候开始观测（只有这一个断点）：
在这里插入图片描述
下一步：

下一步：

我们发现，并没进入function()，这怎么办呢？
当然是把function()也打上断点：
在这里插入图片描述

接着走下去：
在这里插入图片描述

下一步：
在这里插入图片描述

哇偶，进去了！我们可以在function()方法里继续观察变量的变化了。

递归函数的Debug

递归的话有明显的回溯感，特别是对于二叉树递归算法，要是打断点会感觉一会儿前进一会儿回溯。

要把握清楚到底在哪个子过程中递归，看准变量的变化。

这里也不拿很复杂的递归函数说事了，就说说阶乘递归函数吧：

public class PlusTest {

    private static int function(int num) {
        if (num == 0 || num == 1) {
            return 1;
        }
        return num * function(num-1);
    }

    public static void main(String[] args) {
        int num = 10;
        System.out.println(function(num));
    }

}