23、Visual Basic .NET 编程基础与调试全解析

Visual Basic .NET 编程基础与调试全解析

1. 调试工具使用技巧

在调试过程中，有许多实用的技巧和工具。比如，之前选择过的变量和表达式无需重新输入，可从“Expression”下拉列表框中选择。若要编辑值，可在“QuickWatch”对话框的“Value”列进行操作，具体步骤如下：
1. 双击“Current value”框的“Value”列以选中值。
2. 使用鼠标和键盘编辑该值。
3. 按下“ENTER”键完成编辑。

“Call Stack”窗口能显示每个过程的名称以及编写该过程所使用的编程语言（.NET Framework 允许项目使用多种语言）。过程名称可能会附带一些可选信息，如模块名称、行号、字节偏移量以及参数名称、类型和值等。若要更改这些可选信息的显示，可按以下步骤操作：
1. 右键单击“Call Stack”窗口。
2. 在上下文菜单中点击相应项目，如“Show Module Names”“Show Parameter Types”“Show Parameter Names”“Show Parameter Values”等进行设置或清除。

以下是一个简单的流程图，展示了编辑值的操作流程：

graph LR
    A[开始] --> B[双击Value列选中值]
    B --> C[使用鼠标和键盘编辑值]
    C --> D[按下ENTER键]
    D --> E[结束]

2. 调试工具对比

有一些调试工具仅在调试器处于中断模式时才可显示，而不仅仅是在调试器运行时。例如，“DataTips”弹出框和“QuickWatch”对话框就属于此类。

“Watch”窗口和“QuickWatch”对话框各有优缺点，具体对比如下：
| 工具 | 优点 | 缺点 |
| ---- | ---- | ---- |
| Watch窗口 | 可保持打开状态，在逐步执行程序时持续监视变量或表达式 | 评估或编辑单个变量或表达式的方式相对复杂、缓慢 |
| QuickWatch对话框 | 提供了一种更简单、快速的方式来评估或编辑单个变量或表达式 | 是模态对话框，不能保持打开状态来监视变量或表达式 |

3. 错误类型及处理

程序中常见的错误一般分为三种类型：语法错误、运行时错误和逻辑错误。
- 语法错误 ：代码不符合 Visual Basic .NET 编程语言的要求，例如调用过程时参数数量不正确。不过，语法错误通常很容易纠正，因为编译器会标记这些错误。
- 运行时错误 ：也称为异常，是程序运行过程中出现的问题，需要解决这些问题程序才能继续运行。异常可能由代码错误、应用程序用户的操作失误（如未将软盘插入软驱）或超出程序员控制范围的情况（如操作系统内存不足）引起。处理异常可使用结构化异常处理，即“Try…Catch…Finally”语句。具体说明如下：
- Try 块 ：包含可能引发异常的代码，如用于打开文件的代码。
- Catch 块 ：包含尝试处理异常的代码。
- Finally 部分 ：无论是否发生错误或错误是否成功处理，该部分代码总会执行，通常包含所谓的“清理”代码，如关闭文件和释放对象的代码。
- 逻辑错误 ：不会导致程序无法编译或运行，但可能会产生奇怪的结果，例如 2 + 2 等于 22 而不是 4。可使用 Visual Basic .NET 调试器来修复逻辑错误以及可能导致异常的编程错误。

以下是一个简单的表格，总结了三种错误类型的特点：
| 错误类型 | 特点 | 处理方式 |
| ---- | ---- | ---- |
| 语法错误 | 代码不符合语言要求，编译器会标记 | 依据编译器提示修改代码 |
| 运行时错误 | 程序运行中出现问题，需解决才能继续 | 使用 Try…Catch…Finally 语句处理 |
| 逻辑错误 | 不影响编译和运行，但结果异常 | 使用调试器排查 |

4. 调试相关问题解答

下面是一些关于调试的常见问题及解答：
1. 哪种类型的错误不是通过调试来处理的？ ：答案是语法错误。
2. CLR 是否只在异常发生的过程中查找 Catch 处理程序？ ：不是，CLR 会在调用栈的其他过程中查找 Catch 处理程序。
3. 哪部分代码仅在发生异常时才会执行？ ：是“Catch”块。
4. 异常由哪个类表示或派生而来？ ：“Exception”类。
5. 以下哪个关于断点属性设置的陈述是不正确的？ ：“You can set a breakpoint’s properties so execution only stops if an exception is thrown.” 是不正确的。
6. 以下哪个操作不会使应用程序进入中断模式？ ：设置断点本身不会使应用程序进入中断模式，遇到断点或“Run to cursor”会使应用程序进入中断模式。
7. 如果在逐步执行被调用过程时想立即返回到调用过程，应使用什么命令？ ：“Step Out”命令。
8. “Step Over”是否会跳过被调用过程？ ：不会，“Step Over”会执行被调用过程。
9. 以下哪个调试工具仅在调试器处于中断模式时才可显示，而不仅仅是在调试器运行时？ ：“QuickWatch”对话框。
10. 以下哪个陈述是不正确的？ ：“The QuickWatch dialog box may be left open to watch a variable or expression while you step through your program.” 是不正确的。

5. 编程基础回顾

以下是一些编程基础概念的回顾：
- 编程的基本目的 ：给计算机下达指令，让计算机执行这些指令。
- 事件驱动的应用程序 ：Windows 应用程序属于事件驱动型。
- GUI 的含义 ：图形用户界面（Graphical user interface）。
- 对象相关概念 ：类是定义和描述对象及其属性、方法和事件的模板；从类创建对象称为实例化对象。

以下是一个简单的流程图，展示了对象实例化的过程：

graph LR
    A[定义类] --> B[创建对象]
    B --> C[对象实例化完成]

6. 不同模块的关键知识点

不同模块有各自的关键知识点，下面进行简要介绍：
- 创建程序模块 ：Visual Studio.NET 不能在 Windows 95 操作系统下运行，只有在 Windows 2000 操作系统下才能使用其所有功能。创建 Visual Basic .NET 应用程序需要 .NET Framework。
- 事件过程、属性和控件模块 ：事件过程将事件与事件发生时要运行的代码关联起来；若未编写事件过程，事件会由默认方式处理。所有属性都有默认值，但有些属性是只读的，不能通过“Properties”窗口更改其值。“Toolbox”用于向窗体添加控件。
- 变量和数据类型模块 ：Visual Basic .NET 中的根数据类型是“Object”；有符号数可能为负数；“Single”数据类型可保存值 3.5。当“Option Explicit”关闭时，使用变量前必须声明；当“Option Strict”开启时，必须声明变量的数据类型。常量在声明时必须初始化其值，且只能在设计时的代码视图中更改其值。
- 赋值和算术运算符模块 ：赋值语句左边可以是任何变量，但只能是可写属性。“Option Strict”禁止隐式缩小转换，而类型转换关键字在“Option Strict”开启时允许显式缩小转换。“CInt”是类型转换关键字，“Mod”是返回除法余数的算术运算符。
- 比较和逻辑运算符模块 ：比较运算符返回“Boolean”数据类型；“Like”比较运算符用于比较字符串；“Is”比较运算符用于比较对象引用。“Option Compare”语句会影响字符串比较是否区分大小写。逻辑运算符中，“Not”只处理一个操作数，“Xor”在两个操作数都为“True”时返回“False”，“Not”优先级最高，“OrElse”在第一个表达式为“True”时不会计算第二个表达式。
- 控制结构模块 ：“IIf”函数最类似于“If…Then…Else”语句；“If…ElseIf”语句可处理最多的替代方案；“If…Then”语句可以用单行代码完成；“If”语句中可以有多个“ElseIf”子句。“GroupBox”控件可在窗体上创建多个单选按钮组。“Select Case”语句与“If…ElseIf…Else”语句的根本区别在于，“If”和“ElseIf”子句可以计算完全不同的表达式，而“Select Case”语句只能计算一个表达式，并用于所有比较。
- 循环和数组模块 ：循环中的条件为“Boolean”数据类型；“Do”循环可以在底部而不是顶部测试条件；“For…Next”循环用于执行固定次数的操作；“For Each…Next”循环内的语句至少会执行一次。可以使用“ReDim”语句或赋值语句更改现有数组的上界，但不能更改数组的下界。使用“Preserve”语句在调整数组大小时保留原始数组的值。“For…Next”语句需要指定数组中的元素数量，而“For Each…Next”语句则不需要。
- 过程模块 ：方法只能从特定对象调用，不能独立于对象调用。参数传递时，若按名称传递则不必按声明顺序传递；传递的参数数据类型若能通过扩大转换转换为声明的数据类型，则不要求完全相同。使用“Return”语句返回函数值时会立即结束函数执行，而将返回值赋给函数名则不会。使用“Call”关键字调用函数时无法使用函数的返回值。传递标量变量时，按引用传递（ByRef）允许被调用过程修改变量值，按值传递（ByVal）则不允许；传递数组变量时，按引用传递允许被调用过程更改数组对象，按值传递则不允许。可选参数必须在必需参数之后声明，且必须指定可选参数的值。一个过程最多只能有一个参数数组参数，重载过程必须在参数列表上有所不同。
- 辅助窗体模块 ：消息框无需在 Windows 窗体设计器中创建；拥有窗体（Owned form）是无模式窗体；在消息框中，可使用显示方法的返回值来确定用户点击了哪个按钮。“ShowDialog”方法会以模态方式显示窗体，类似于对话框；“Show”方法会以无模式方式显示窗体，类似于拥有窗体。拥有窗体在点击其按钮时不会自动关闭，消息框不能包含“TextBox”控件。“Private”关键字表示对象、变量或过程不能从其他窗体访问，但可从其自身窗体访问。可使用属性过程从一个窗体访问另一个窗体中对象的属性，使用“Get”部分检索对象属性的值。可以有不带“Else”的“If”语句。
- 菜单和工具栏模块 ：“Add”方法是“MenuItems”集合的方法，用于以编程方式向菜单添加菜单项。右键单击窗体或控件时通常会出现“ContextMenu”。可使用“Menu Designer”将“MainMenu”组件中的菜单项复制到“ContextMenu”组件的菜单项中。“ToolBarButton”通常带有位图图像。隐藏菜单不会禁用它，仍可使用快捷键访问。点击“ToolBar”时使用“ButtonClick”事件过程；点击“ToolBarButton”时使用另一个对象的事件过程。“MainMenu”中菜单项的“Click”事件过程不能处理“ToolBar”的“ButtonClick”事件；有子菜单项的菜单项不会引发“Click”事件。

以下是一个表格，总结了部分模块的关键概念：
| 模块 | 关键概念 |
| ---- | ---- |
| 创建程序模块 | Visual Studio.NET 运行环境、.NET Framework 需求 |
| 事件过程、属性和控件模块 | 事件过程关联、属性默认值和只读性、Toolbox 用途 |
| 变量和数据类型模块 | 根数据类型、数据类型特点、变量和常量声明规则 |
| 赋值和算术运算符模块 | 赋值语句规则、类型转换、算术运算符 |
| 比较和逻辑运算符模块 | 运算符返回类型、字符串比较、逻辑运算符优先级 |

Visual Basic .NET 编程基础与调试全解析

7. 调试工具操作细节深化

在调试时，除了前面提到的基本操作，还有更多关于调试工具的细节值得关注。对于“QuickWatch”对话框，它在评估和编辑单个变量或表达式方面有着独特的优势。当我们需要快速查看某个变量当前的值，或者想要临时修改其值来测试程序的不同行为时，“QuickWatch”对话框就派上了用场。

操作步骤如下：
1. 打开调试模式，当程序进入中断状态（如遇到断点）。
2. 选择需要查看或编辑的变量，将其选中。
3. 打开“QuickWatch”对话框，可以通过快捷键或者调试菜单来操作。
4. 在“Expression”框中，如果之前已经选择过该变量，它会自动显示在下拉列表中，若没有则手动输入变量名。
5. 此时，在“Value”列就可以看到该变量的当前值。若要编辑，按照前面所说的步骤，双击“Value”列，使用鼠标和键盘修改值，最后按下“ENTER”键。

而“Call Stack”窗口对于理解程序的执行流程非常有帮助。它以栈的形式展示了当前程序的调用关系。栈顶是当前正在执行的过程，随着栈向下延伸，依次是调用当前过程的其他过程。通过这个窗口，我们可以清晰地看到程序是如何一步一步执行到当前状态的。

以下是一个简单的 mermaid 流程图，展示了使用“QuickWatch”对话框的流程：

graph LR
    A[进入调试中断状态] --> B[选择变量]
    B --> C[打开QuickWatch对话框]
    C --> D[选择或输入变量名]
    D --> E[查看或编辑值]
    E --> F[完成操作]

8. 错误处理机制的实际应用

在实际编程中，错误处理是非常重要的一环。对于语法错误，虽然编译器会标记出来，但有时候错误信息可能不够直观，这就需要我们仔细检查代码。例如，当编译器提示某个过程调用参数数量不正确时，我们要检查调用处和过程定义处的参数是否匹配。

运行时错误的处理则需要运用“Try…Catch…Finally”语句。下面是一个简单的示例代码，展示了如何使用这个语句来处理文件打开可能出现的异常：

Try
    ' 尝试打开一个文件
    Dim fileStream As New System.IO.FileStream("test.txt", System.IO.FileMode.Open)
    ' 这里可以对文件进行操作
    fileStream.Close()
Catch ex As System.IO.FileNotFoundException
    ' 处理文件未找到的异常
    Console.WriteLine("文件未找到，请检查文件路径。")
Catch ex As System.UnauthorizedAccessException
    ' 处理没有权限访问文件的异常
    Console.WriteLine("没有权限访问该文件。")
Finally
    ' 无论是否发生异常，都会执行这里的代码
    Console.WriteLine("文件操作结束。")
End Try

在这个示例中，“Try”块中包含了可能引发异常的文件打开操作。如果文件不存在，会触发“FileNotFoundException”，此时“Catch”块会捕获这个异常并输出相应的错误信息。如果没有权限访问文件，会触发“UnauthorizedAccessException”，同样会在“Catch”块中处理。而“Finally”块中的代码无论是否发生异常都会执行，通常用于释放资源，如关闭文件流。

逻辑错误的调试则需要我们运用调试工具，如设置断点、单步执行等。通过观察变量的值和程序的执行流程，找出逻辑错误所在。例如，当发现 2 + 2 等于 22 这样的异常结果时，我们可以在相关代码处设置断点，逐步执行，查看每个变量的变化，找出导致错误的原因。

9. 编程基础概念的综合运用

编程基础概念在实际编程中是相互关联、综合运用的。例如，在创建一个 Windows 应用程序时，我们需要运用事件驱动的概念。当用户点击按钮时，会触发相应的事件，我们需要编写事件过程来处理这个事件。以下是一个简单的示例代码，展示了如何创建一个按钮点击事件：

Public Class Form1
    Private Sub Button1_Click(sender As Object, e As EventArgs) Handles Button1.Click
        ' 当按钮被点击时，执行这里的代码
        MessageBox.Show("按钮被点击了！")
    End Sub
End Class

在这个示例中，“Button1_Click”是一个事件过程，它通过“Handles”关键字与“Button1”的“Click”事件关联起来。当用户点击按钮时，会弹出一个消息框显示“按钮被点击了！”。

同时，我们还需要运用变量和数据类型的知识。例如，在处理用户输入的数据时，需要根据数据的类型进行相应的处理。如果用户输入的是一个数字，我们可以将其存储在合适的数据类型变量中，如“Integer”或“Single”。

以下是一个表格，总结了不同数据类型的特点和适用场景：
| 数据类型 | 特点 | 适用场景 |
| ---- | ---- | ---- |
| Object | 根数据类型，可以表示任何类型的值 | 当不确定数据类型时使用 |
| Integer | 用于表示整数 | 计数、索引等场景 |
| Single | 用于表示单精度浮点数 | 处理小数数据，如科学计算 |
| String | 用于表示文本 | 存储用户输入的文本、显示信息等 |

10. 模块知识的总结与拓展

各个模块的知识在实际项目中都有着重要的作用。我们可以将这些知识进行总结和拓展，以更好地应用到实际编程中。

例如，在控制结构模块中，“If…ElseIf…Else”语句和“Select Case”语句都用于根据不同的条件执行不同的代码块。但它们的适用场景有所不同。当条件比较复杂，需要比较多个不同的表达式时，“If…ElseIf…Else”语句更合适；而当只需要根据一个表达式的值进行多种情况的判断时，“Select Case”语句更加简洁明了。

在循环和数组模块中，不同的循环结构适用于不同的需求。“For…Next”循环适用于已知循环次数的情况，而“For Each…Next”循环适用于遍历数组或集合中的每个元素。

以下是一个 mermaid 流程图，展示了如何选择合适的控制结构：

graph LR
    A[需要进行条件判断] --> B{条件是否单一表达式}
    B -- 是 --> C[使用Select Case语句]
    B -- 否 --> D[使用If…ElseIf…Else语句]

在实际项目中，我们还可以对这些知识进行拓展。例如，在处理数组时，可以使用多维数组来存储更复杂的数据结构；在编写过程时，可以使用递归调用的方式来解决一些复杂的问题。

通过对 Visual Basic .NET 编程基础和调试知识的深入学习和实践，我们可以更好地编写高质量的程序，提高编程效率和代码的可靠性。无论是处理简单的应用程序还是复杂的项目，这些知识都将是我们编程道路上的重要工具。