王若楠，田野，马玉峰，刘立士
（沈阳理工大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110159）
摘要： 针对单步调试法在程序调试中的重要作用，引用了一个具体的样例，进行Matlab程序单步调试法的分析并逐步检验，根据运行结果与实际计算结果的比较，验证了该方法在程序调试中的重要地位，并且该实验结果还可以应用于复杂的算法验证中，具有很大的实用意义。
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关键词 ：程序调试；系统质量；运行结果；计算结果；单步调试法
中图分类号：TN92?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）15?0139?03
收稿日期：2015?01?31
基金项目：本项目获辽宁“百千万人才工程”培养经费资助（2014921044）
0 引言
Matlab（Matrix Laboratory）作为一种高效的科学及工程计算语言，广泛地应用于数学分析、自动控制、系统仿真、人工智能等领域[1?5]。
在Matlab应用中，程序调试是保证系统质量的关键步骤[6?7]，其主要目的是发现程序中的错误并及时纠正。目前主要有直接调试和单步调试两种方法。直接调试法主要应用于简单的Matlab程序，如程序设计中的流程控制问题；当M文件很大或者M文件中含有复杂的嵌套时，则需要单步调试法对程序进行调试，文献[8]采用单步调试法验证信号处理指标和实时性是否满足要求，文献[9]针对现场故障，采用继电保护应用软件仿真验证系统，进行单步跟踪调试，准确判断装置保护程序逻辑正确性。
上述研究只是应用了单步调试方法，并没有提到具体的调试步骤。因此，本文针对具体的样例，进行了Matlab环境下程序的单步调试，该样例可为复杂的Matlab程序设计提供依据和参考。
1 单步调试法
程序调试中常见的错误有以下三种：拼写错误、语法错误与逻辑错误[1]，Matlab会在程序运行出错的时候提示是哪一行出现问题，但却不能确定导致出错的是哪一行，或者在运行过程中没有报错，但是得出的结果却是不符合逻辑的。在这些情况下就需要单步调试解决问题。单步调式法具体可以由以下几个步骤完成：
（1）设置断点；
（2）程序运行到断点时步进；
（3） 在断点处查看所调试的变量是否与逻辑值相符；
（4）Step in，进入子程序，查看运行情况；
（5）在子程序中步进或者直接跳出进入主程序。
2 样例分析
将式（1）代入样例公式得：
其中：
仿真参数z 设置为1，以x = 1 为例，使用单步调试法测试程序的正确性。图1为该公式的主程序示意图。
程序中的s1(1,x) 和s2 (1,x) 分别对应公式中的y1 和y2 。首先设置断点，如图2所示。
运行完这一步后，跳出子程序，回到主程序，此时程序的各参数运行结果如图4所示。
此时，将z = 1，x = 1 与n = 0 代入式（3），得出此时y1的累加结果为y1 = 0 ，此结果与上述程序运行结果相符，继续测试当n = 1 时的结果。点击
继续程序的运行，当第二次运行完时，各参数运行结果如图5所示。
此时，将z = 1, x = 1 与n = 1 代入式（3），得出此时y1的累加结果如图6所示。
此时，将z = 1, x = 1 与n = 2 代入式（3），得出此时y1的累加结果如图8所示。
此结果与上述程序运行结果相符，可以表明该主程序的第一部分是正确的。
继续设置断点，如图9所示。
单步运行程序，当运行完一次后，各参数运行结果如图10所示。
将z = 1, x = 1 与n = 11 代入式（4），得出此时y2 的累加结果如图11所示。
将z = 1，x = 1 与n = 12 代入式（4），此时y2 的累加结果如图13所示。
此结果与上述程序运行结果相符，可以表明该主程序的第二部分是正确的。
综合上述的分析，该程序的第一部分及第二部分对于每次累加后y1 和y2 的结果都是正确的，所以，其编写是正确的。因此，该样例成功运用单步调试法完成了本程序的测试，为后续大数量数据的运行提供了基础。
3 结论
通过以上实例的分析，验证了单步调试法在程序测试中的重要作用。通过此方法，程序员可以通过Matlab搭建系统模型，利用Matlab软件本身的计算优势，在程序编译过程中快速找到错误所在，提高编写程序的效率，还可以应用于复杂的算法测控中，具有很强的实用价值。
注：本文通讯作者为田野。
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参考文献
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[9] 朱宁，吴崇昊，李志坚，等.一种继电保护应用软件仿真验证系统的设计[J].电力自动化设备，2012，32（6）：140?144.
[10] 毛用才，胡奇英.随机过程[M].西安：西安电子科技大学出版社，2006.
作者简介：王若楠（1989—），女，山东德州人，研究生。主要研究方向为高速移动无线信号处理。
田野（1977—），男，辽宁沈阳人，博士，教授。主要研究方向为卫星通信技术与信号处理、无线通信技术与信号处理。
马玉峰（1980—），女，山东莱芜人，硕士，讲师。主要研究方向为卫星通信技术、无线通信技术。