張秀美，趙旭霞

（中國石油大學，北京 102249）

程序調(diào)試技術在C語言函數(shù)教學中的應用

張秀美，趙旭霞

（中國石油大學，北京 102249）

函數(shù)是C語言程序的基本組成單位，在C語言教學中必須使學生很好地掌握函數(shù)的概念、定義和調(diào)用等內(nèi)容。本文針對學生在學習函數(shù)過程中出現(xiàn)的一系列問題，提出在函數(shù)教學過程中使用程序調(diào)試技術加強對函數(shù)調(diào)用過程的演示，從而使學生更好地掌握函數(shù)的內(nèi)容，達到了較好的教學效果。

C語言；函數(shù)；調(diào)試技術

C語言是一門函數(shù)式語言。學習C語言編程必須學好函數(shù)的使用。筆者在多年的教學過程中，發(fā)現(xiàn)學生在學習函數(shù)的過程存在一些問題。雖然這些內(nèi)容教師在課堂上都十分認真地講解，但有些學生還是覺得內(nèi)容很抽象，不容易理解。程序調(diào)試技術一般用在程序查錯上。在程序調(diào)試的過程中，可以看到程序的執(zhí)行過程，包括函數(shù)的調(diào)用過程、形參實參的傳遞，變量的內(nèi)存地址等內(nèi)容，這樣可以很直觀地給學生講解函數(shù)的相關內(nèi)容，因此筆者在函數(shù)的教學中使用了程序調(diào)試技術，使教學內(nèi)容不再抽象，而是具體化，使學生能夠更好地掌握相關知識，達到了較好的結(jié)果。

程序調(diào)試技術在函數(shù)教學中的具體使用：

1.通過調(diào)試技術直觀地查看函數(shù)的調(diào)用過程。首先設計一個簡單的使用函數(shù)的實例，jc函數(shù)實現(xiàn)計算n的階乘。在main函數(shù)中通過函數(shù)調(diào)用來求任意一個整數(shù)的階乘。double jc（int n），{double mul=1；//……2，int i；for（i=1；i＜=n；i++）mul*=i；return mul；}//……..3；int main（），{int num=5；double r；r=jc（n）；//…….1，printf（"jiecheng is：%. 0f"，jc（num））；return 0；}。為了給學生演示函數(shù)調(diào)用的過程，在標號1語句處設置斷點，然后選擇go（F5）菜單調(diào)試執(zhí)行該程序，則程序執(zhí)行到斷點處停下，然后進行單步調(diào)試，在debug工具欄中選擇Step into（F11）項，跟蹤進到jc函數(shù)內(nèi)部查看，系統(tǒng)的執(zhí)行箭頭就會從原先1的位置跳轉(zhuǎn)到標號2的位置去，可以通過單擊debug工具欄中CallStack項打開CallStack對話框查看調(diào)用細節(jié)，如圖1所示。圖中顯示了main函數(shù)調(diào)用了jc函數(shù)，實參的值是10。繼續(xù)單步調(diào)試，系統(tǒng)執(zhí)行jc函數(shù)的代碼，執(zhí)行到3處后，系統(tǒng)的執(zhí)行箭頭就會從標號3的位置跳回到標號1的位置去，表示函數(shù)調(diào)用完成，此時CallStack對話框也發(fā)生了變化，如圖2所示。這樣學生就很清晰地看到了程序運行過程中函數(shù)的調(diào)用過程，加深了記憶和理解。

圖1 jc函數(shù)被調(diào)用后

圖2 jc函數(shù)返回后

2.通過程序調(diào)試技術了解函數(shù)參數(shù)傳遞過程和局部變量的概念。在函數(shù)教學中，形參和實參的關系往往是學生容易出錯的地方。形參和實參是兩個不同的變量，實參的作用就是給形參傳值。而函數(shù)的形參以及函數(shù)內(nèi)定義的變量都是函數(shù)的局部變量，只能在該函數(shù)中使用。而在調(diào)試中通過查看變量的值可以很清晰地看到這些知識的作用，則比較生動具體。在上例中，程序在斷點停下后，選擇debug工具欄中的watch項，打開watch對話框，在對話框中輸入num和n，如圖3所示，此時num的值是5，而由于jc函數(shù)還沒有被調(diào)用，形參n還不存在。然后選擇Step into（F11）項，跟蹤進到jc函數(shù)內(nèi)部查看，注意觀察watch對話框的變化，發(fā)現(xiàn)n的值變?yōu)?，而num失效了，如圖4所示。這說明程序的執(zhí)行進入到jc函數(shù)，形參變量n被創(chuàng)建并從實參獲得了值5。而num是main函數(shù)的局部變量，在其他函數(shù)中如jc函數(shù)中是無法訪問的，從而失效。

圖3 jc函數(shù)調(diào)用前的實參和形參

圖4 jc函數(shù)調(diào)用后的實參和形參

3.通過調(diào)試技術加強對指針做函數(shù)參數(shù)的內(nèi)容的理解。在講解函數(shù)的過程中，指針做參數(shù)是重點和難點之一。教師在教學過程中強調(diào)指針做形參，可以突破局部變量的限制而訪問到其他函數(shù)的局部變量，這在以后的函數(shù)使用中經(jīng)常用到。但學生覺得很難理解。筆者通過調(diào)試技術運行一個實例，查看實際的運行過程，來加深學生對內(nèi)容的理解。首先設計一個簡單的指針做參數(shù)的實例。void fun（int * q）{*q=10；//…….2}int main（）{int n=89；int * p=&n；fun（p）；//…….1printf（"n=%d＼n"，n）；return 0；}，在標號1處設置斷點。調(diào)試運行該程序，在斷點處停下，p是fun函數(shù)的實參。此時選擇debug工具欄中的watch項，打開watch對話框，分別輸入p和&n，如圖5所示，它們值相同，都是0x0012ff44，表示n的內(nèi)存地址。然后選擇Step into項跟蹤進入fun函數(shù)內(nèi)部執(zhí)行，由于p和n是main函數(shù)的局部變量，在fun函數(shù)內(nèi)部無法訪問，它們的值失效。然后，在watch對話框中再輸入q和*q，則可以看到如圖6的內(nèi)容。說明形參q從實參p獲得了值0x0012ff44，即q也保存了main函數(shù)中n的地址，而*q的意思是通過q保存的地址訪問該地址所表示的變量。繼續(xù)單步執(zhí)行，返回到main函數(shù)執(zhí)行，此時查看n的值，果真變?yōu)榱?0。即在fun函數(shù)內(nèi)部通過指針變量改變了main函數(shù)中局部變量的值。

圖5 fun函數(shù)調(diào)用前

圖6 fun函數(shù)調(diào)用后

筆者在實際的函數(shù)教學中采用了程序調(diào)試技術，讓學生直觀地看到了程序的運行過程，從而加深了學生對函數(shù)調(diào)用過程、參數(shù)傳遞、指針做參數(shù)等內(nèi)容的理解。學生反應良好。計算機技術總是在不斷的發(fā)展，教師還要不斷地探索更好的教學方法，使C語言課程的教學質(zhì)量進一步提高。

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