Как и какими средствами находить ошибки в коде на C#?

Вчера всё работало, а сегодня не работает / Код не работает как задумано

или

Debugging (Отладка)

В чем заключается процесс отладки? Что это такое?

Процесс отладки состоит в том, что мы останавливаем выполнения скрипта в любом месте, смотрим, что находится в переменных, в функциях, анализируем и переходим в другие места; ищем те места, где поведение отклоняется от правильного.

Заметка: Отладка производится как правило в IDE (Интегрированная среда разработки). Что это такое можно чуть подробнее ознакомиться в вопросе

Какие есть способы предупреждения ошибок, их нахождения и устранения?

В данном случае будет рассмотрен пример с Visual Studio, но отладить код можно и в любой другой IDE.

Подготовка

Достаточно иметь в наличии IDE, например Visual Studio

Запуск

Для начала в левой части панели с кодом на любой строке можно кликнуть ЛКМ, тем самым поставив точку останова (breakpoint - брейкпойнт). Это то место, где отладчик автоматически остановит выполнение C#, как только до него дойдёт. Количество breakpoint'ов не ограничено. Можно ставить везде и много.

Отладка запускается сочетанием F5 или выбором в верхнем меню Debug → Start Debugging

В данном случае, т.к. функция вызывается сразу на той же странице, то при нажатии кнопки Debug — отладчик моментально вызовет метод, выполнение "заморозится" на первом же брейкпойнте. В ином случае, для активации требуется исполнить действие, при котором произойдет исполнение нужного участка кода (клик на кнопку в UI, передача POST запроса с данными и прочие другие действия)

Цифрами обозначены:

1. Стэк вызовов, все вложенные вызовы, которые привели к текущему месту кода.
2. Переменные. На текущий момент строки ниже номера 8 ещё не выполнилась, поэтому определена лишь data и numsStringArr
3. Показывает текущие значения любых переменных и выражений. В любой момент здесь можно вписать имя любой переменной в поле name и посмотреть её значение в реальном времени. Например data или nums[0], а можно и nums[i] и item.test.data.name[5].info[key[1]] и т.д. На текущий момент строки ниже номера 24 ещё не выполнилась, поэтому num (которая появляется лишь в цикле foreach) во вкладке Watch обозначена красным цветом с надписью "The name 'num' does not exist in the current context".

Процесс

Для самого процесса используются элементы управления (см. изображение выше, выделено зеленым прямоугольником)

Show Next Statement (Alt+Num *) — переносит в файл и текущую линию отлаживаемого скрипта. Например если файлов много, решили посмотреть что в других вкладках, а потом забыли где у вас отладка :)

Step Over (F10) — делает один шаг не заходя внутрь функции. Т.е. если на текущей линии есть какая-то функция, а не просто переменная со значением, то при клике данной кнопки, отладчик не будет заходить внутрь неё.

Step Into (F11) — делает шаг. Но в отличие от предыдущей, если есть вложенный вызов (например функция), то заходит внутрь неё.

Step Out (Shift+F11) — выполняет команды до завершения текущей функции. Удобна, если случайно вошли во вложенный вызов и нужно быстро из него выйти, не завершая при этом отладку.

Restart (Ctrl+Shift+F5) — Перезапустить отладку

Continue (F5) — Продолжает выполнения скрипта с текущего момента. Если больше нет других точек останова, то отладка заканчивается и скрипт продолжает работу. В ином случае работа прерывается на следующей точке останова.

Stop Debugging (Shift+F5) — Завершить отладку

...

Итак, в текущем коде видно значение входного параметра:

• data = "23 24 11 18" — строка с данными через пробел
• numsStringArr = {"23", "24", "11", "18"} — массив строк, который получился из входной переменной.

Если нажмем F10 2 раза, то окажемся на строке 11; во вкладках Watch и Variables и в самой странице с кодом увидим, что nums была инициализирована и в ней лежит массив целых чисел {23, 24, 11, 18} .

Если теперь нажмем F10, то попадем внутрь цикла foreach и нажимая теперь F10 пока не окончится цикл, можно будет наблюдать на каждой итерации, как значение num и sum постоянно изменяются. num теперь можно будет наблюдать во вкладке Watch, потому что сейчас она доступна внутри цикла. Тем самым мы можем проследить шаг за шагом весь процесс изменения любых переменных и значений на любом этапе, который интересует.

Дальнейшие нажатия F10 переместит линию кода на строки 15, 16 и, наконец, 20.

Дополнительно

Если перейти во вкладку Breakpoints в нижней панели, то можно посмотреть все брейкпойнты, удалить все брейкпойнты, включить/выключить, а также еще более тонко настроить условие, при котором на данной отметке надо остановиться. В методе выше, например, нужно остановиться только когда sum превысит значение 20.

Это удобно, если останов нужен только при определённом значении, а не всегда (особенно в случае с циклами).

Больше информации об отладке можно посмотреть в https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/sc65sadd.aspx