針對中斷點進行偵錯

1. 事前準備

到目前為止，大部分的開發人員一開始都很可能已經使用記錄陳述式進行偵錯。完成單元 1 後，您將學到如何解讀堆疊追蹤和研究錯誤訊息。雖然這兩種工具都是功能強大的偵錯工具，但現代 IDE 提供更多功能，讓您的偵錯流程更有效率。

在本課程中，您將瞭解 Android Studio 整合的偵錯工具、如何暫停執行應用程式，以及一次執行單一程式碼，找出錯誤的確切來源。此外，您將學會如何使用一個名為「智慧手錶」的功能及追蹤特定變數，不必新增特定的記錄陳述式。

必要條件

  • 您已瞭解如何在 Android Studio 中瀏覽專案。
  • 熟悉 Kotlin 記錄功能。

課程內容

  • 如何將偵錯工具附加到運作中的應用程式。
  • 使用中斷點來暫停執行中的應用程式，並逐一檢查程式碼。
  • 將條件運算式加入中斷點以節省偵錯時間。
  • 在「智慧手錶」窗格中新增變數，以輔助偵錯。

軟硬體需求

  • 已安裝 Android Studio 的電腦。

2. 建立新專案

我們將從空白專案開始，先顯示一個空白專案並導入一些錯誤程式碼來示範 Android Studio 中的偵錯工具，而不是針對大型和複雜的應用程式進行偵錯。

建立新的 Android Studio 專案，即可開始使用。

  1. 在「Select a Project Template」畫面中選擇「Blank Activity」。

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  1. 將應用程式命名為「Debugging」，確認語言已設為 Kotlin，其他名稱則維持不變。

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  1. 您將會收到一個新的 Android Studio 專案，當中有一個名為 MainActivity.kt 的檔案。

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回報錯誤

還記得單元 1 中偵錯課程的除以零範例嗎？在迴圈的最終疊代中，應用程式嘗試執行除以零時，因為不可能除以零，因此應用程式當機，並彈出 java.langArithmeticException。藉由檢查堆疊追蹤找出該錯誤並予以解決，並且使用記錄陳述式驗證該假設。

由於您已經熟悉那個範例，因此將用於示範中斷點的使用方式。中斷點會逐步處理程式碼，不必先新增記錄陳述式並重新執行應用程式。

  1. 開啟 MainActivity.kt，並將程式碼替換為以下程式碼：
package com.example.myapplication

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import android.os.Bundle

public val TAG = "MainActivity"

class MainActivity : AppCompatActivity() {

   override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
       super.onCreate(savedInstanceState)
       setContentView(R.layout.activity_main)
       division()
   }

   fun division() {
       val numerator = 60
       var denominator = 4
       repeat(5) {
           Log.v(TAG, "${numerator / denominator}")
           denominator--
       }
   }

}
  1. 執行應用程式。觀察應用程式是否如預期當機。

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3. 透過中斷點進行偵錯

瞭解記錄功能後，您已學會以策略性地放置記錄，以便識別錯誤及驗證問題是否已修正。然而，當面對未導入的錯誤時，我們未必能明確得知要將記錄陳述式放置在何處，或要列印哪些變數。通常，您只能在執行階段找到這項資訊。

fun division() {
    val numerator = 60
    var denominator = 4
    repeat(5) {
        Log.v(TAG, "${numerator / denominator}")
        denominator--
    }
}

中斷點從此進入！即使根據堆疊追蹤中的資訊，您可能很清楚是什麼原因會造成錯誤，您依然可以新增中斷點做為特定程式碼行的停止訊號。一旦觸及中斷點，就會暫停執行程式碼，因此您可以在執行階段使用其他偵錯工具，以便詳細瞭解實際情況並確定問題。

附加偵錯工具

Android Studio 在情境後面使用名為 Android Debug Bridge 的工具，也縮寫為 ADB。這項指令列工具已整合至 Android Studio，可為執行中的應用程式提供偵錯功能如中斷點。進行偵錯的工具通常稱為偵錯工具。

如要將偵錯工具用於或附加至應用程式，您無法像往常一樣輕鬆按一下「Run」>「Run」來執行應用程式，而是改為執行「Run」>「Debug ‘app'」進行偵錯。

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在專案中新增中斷點

請按照下列步驟以出現動作中的中斷點：

  1. 按一下要暫停的行數旁列間的空白，即可新增中斷點。行號旁邊會出現一點，並醒目顯示線條。

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  1. 利用「Run」>「Debug ‘app'」或工具列中的 f6a141c7f2a4e444.png 圖示，附加執行偵錯工具的應用程式。應用程式啟動後，您會看到像這樣的畫面：

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一旦啟動了應用程式，被啟用時畫面上會出現一個醒目的中斷點。

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先前已開啟 Logcat 視窗的某個畫面底部已開啟「偵錯」分頁。

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左側是函式清單，與堆疊追蹤中顯示的清單相同。右側是一個窗格，可讓您查看目前函式 (即 division()) 中個別變數的值。您也可以透過畫面頂端的按鈕，前往已暫停執行的程式。最常用的按鈕是 Step Over，負責執行單一醒目顯示的程式碼行。

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請按照下列步驟操作，對程式碼進行偵錯：

  1. 觸及中斷點後，第 19 行 (宣告 numerator 變數) 會醒目顯示，但尚未執行。使用「Step Over」1d02d8134802ee64.png 按鈕執行第 19 行。現在將醒目顯示第 20 行。

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  1. 在第 22 行設定中斷點。這就是劃分發生之處，同時也是堆疊追蹤回報例外狀況的一行。

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  1. 使用「Debug」視窗左側的「Resume Program」8119afebc5492126.png 按鈕，即可前往下一個中斷點。執行 division() 函式的其餘部分。

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  1. 請注意，第 17 行的執行作業會在執行之前停止。

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  1. 每個變數 numerator 和 denominator 的值會顯示在其宣告旁邊。變數值會顯示在「變數」分頁中的偵錯視窗中。

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  1. 按下「Debug」視窗左側的「Resume Program」按鈕 4 次以上。每次迴圈暫停並觀察 numerator 和 denominator 的值時。在最後一個疊代作業中，numerator 應為 60，而 denominator 應為 0。無法將 60 除以 0！

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這樣一來，您就能得知造成錯誤的確切程式碼行，並瞭解確切原因。和先前一樣，只要變更程式碼從 5 至 4 的次數，即可修正錯誤。

fun division() {
    val numerator = 60
    var denominator = 4
    repeat(4) {
        Log.v(TAG, "${numerator / denominator}")
        denominator--
    }
}

4. 設定中斷點條件

在上一節中，您必須逐一檢查疊代迴圈，直到分母為 0。在較為複雜的應用程式中，如果您的錯誤資訊較少，可能會很繁瑣。不過，如果您假設 (例如只有在分母為 0 時，應用程式才會當機)，您可以修改中斷點，以便僅在符合上述假設情況時才觸及，而不必逐一檢查每個迴圈疊代。

  1. 如有需要，請在重複迴圈中將 4 變更為 5，以重新回報錯誤。
repeat(4) {
    ...
}
  1. 在 repeat 陳述式的一行上放置新的中斷點。

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  1. 在紅色中斷點圖示上按一下滑鼠右鍵。選單會顯示數個選項，例如是否已啟用中斷點。停用的中斷點仍然存在，但不會在執行階段被觸發。您也可以選擇新增 Kotlin 運算式，如果運算結果為 True，就會觸發中斷點。例如，如果使用 denominator > 3 運算式，則只有在初次疊代迴圈時，才會觸發中斷點。如果只想在應用程式可能除以零時觸發中斷點，請將運算式設為 denominator == 0。中斷點的選項看起來會像這樣：

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  1. 使用「Run」>「Debug 'app'」執行您的應用程式，並觀察到觸及的中斷點。

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您可以看到分母已是 0 只有符合條件時，才會觸發中斷點，讓您無需花費大把時間與精力來逐一檢查程式碼。

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  1. 和先前一樣，您看到錯誤是由迴圈執行多次，而分母設為 0 所引起的。

新增智慧手錶

如果您想要在偵錯時監控特定值，就不需要在「Variables」分頁標籤中搜尋該值。您可以新增稱為「Watches」的這類字詞，以便監控特定變數。這些變數會顯示在偵錯窗格中。當執行暫停且該變數位於範圍內時，就會顯示在「Watches」窗格中。如此一來，處理大型專案時，就能提高偵錯效率。您可以集中追蹤所有相關變數。

  1. 在「Debug」檢視畫面中，「Variables」窗格右側會顯示另一個稱為「Watches」的空白窗格。按一下左上角的加號 d6fb21f8b9c67448.png 按鈕。您可能會看到顯示「New Watch」的選單選項。

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  1. 在提供的欄位中輸入變數名稱 denominator，接著按一下 enter 鍵。
  2. 依序按一下「Run」>「Debug 'app'」以重新執行應用程式，這時您會觀察到：遇到中斷點時，您會在「Watches」窗格看到分母的值。

5. 恭喜

摘要 :

  • 您可以設定中斷點來暫停執行應用程式。
  • 執行暫停時，您可以「跳過」只執行單一行程式碼。
  • 您可以設定條件陳述式，根據 Kotlin 運算式觸發中斷點。
  • 智慧手錶可讓您在偵錯時將感興趣的變數分組。

瞭解詳情