Xcodeでのデバッグ方法

編集済み 2 数か月前によって ExtremeHow 編集チーム

Xcode デバッグマックコーディングプログラミング開発ソフトウェアエンジニアリング iOS Apple

翻訳が更新されました 2 数か月前

デバッグは、堅牢でエラーフリーなアプリケーションを作成したい開発者にとって不可欠なスキルです。macOS用のAppleの統合開発環境（IDE）であるXcodeは、開発者がアプリケーションをデバッグするのを助ける強力なツールを提供します。このドキュメントでは、Xcodeで利用可能なさまざまなテクニックとツールを探り、アプリケーションのエラーを効率的に特定し、修正する方法をご紹介します。これらのツールを習得することで、コードの品質とアプリケーションのユーザーエクスペリエンスを向上させることができます。

デバッグの理解とその重要性

デバッグとは、プログラム内のエラーやバグを見つけて修正するプロセスです。これらのバグによって、予期しない動作、クラッシュ、または誤った結果が生じる可能性があります。デバッグは、ソフトウェアが期待どおりに動作することを保証し、その安定性と信頼性を高めるのに役立ちます。シームレスなユーザーエクスペリエンスを提供し、アプリケーションの評判を維持するためには重要です。

Xcodeでデバッグを開始する

デバッグを開始する前に、Mac に Xcode と、デバッグしたいプロジェクトがインストールされていることを確認してください。デバッグを開始するには、次の手順に従います。

プロジェクトを Xcode で開きます。
実行を一時停止してコードの状態を特定のポイントで検査できるように、コード内のブレークポイントを設定します。ブレークポイントを設定するには、コード行の左側のガターをクリックします。
'Run' ボタンをクリックするか、Command + R を押してプロジェクトを実行します。Xcode はブレークポイントで実行を一時停止し、変数を検査したり、コールスタックを表示したり、コードをステップ実行したりすることができます。

ブレークポイントを効果的に使用する

ブレークポイントは、デバッグに利用できる最も強力なツールの1つです。ここでは、ブレークポイントを効果的に活用する方法を紹介します。

ブレークポイントの種類

通常のブレークポイント: ブレークポイントは特定のコード行に設定され、プログラムの状態を検査できるように実行を一時停止します。
例外ブレークポイント: 例外が発生した場所に関係なく、例外が発生した時点で実行を停止するために使用されます。
シンボリックブレークポイント: 特定の関数やシンボルに設定するブレークポイントで、フレームワークやライブラリのメソッドでブレークしたい場合に便利です。
条件付きブレークポイント: プログラムの実行を停止する条件を指定できます。たとえば、変数の値が特定の条件を満たす場合のみ中断する。

ブレークポイントを管理する

Xcode では、ブレークポイントナビゲーターを通じてブレークポイントを管理できます。ブレークポイントナビゲーターにアクセスするには、ナビゲーターエリアにある停止標識の小さな矢印のようなブレークポイントアイコンをクリックします。ここでは、ブレークポイントを有効にしたり、無効にしたり、削除したりできます。このナビゲーターを使用すると、プロジェクトのブレークポイントを効率的に整理して管理できます。

変数とデバッグエリアの検査

Xcode がブレークポイントで実行を停止したら、デバッグエリアを使用して変数とアプリケーションの現在の状態を検査できます。デバッグエリアは Xcode ウィンドウの下部にあり、さまざまなパネルで構成されています。

コンソール: アプリケーションからの出力を表示し、デバッガーと対話する lldb コマンドを入力できます。
変数ビュー: ワークスペース内の変数の現在の状態を表示し、ネストされた変数構造を探索することができます。
コールスタック: 現在のブレークポイントに至るまでの関数呼び出しのシーケンスを表示し、コードの特定のポイントに到達した方法を理解するのに役立ちます。
スレッドセレクター: スレッドを切り替えて、さまざまな実行行を観察できます。

コードをステップ実行する

コードをステップ実行することは、プログラムの論理フローを注意深く検査するために重要です。これにより、開発者はプログラムの状態が時間とともにどのように変化するかを確認できます。Xcode には、ステップ実行するためのいくつかのオプションがあります。

ステップオーバー: 現在のコード行を実行し、次の行で停止します。関数呼び出しに入らずに進みます。
ステップイン: 現在の行に関数呼び出しがある場合、その関数に入り、最初の実行可能行で停止します。
ステップアウト: 現在の関数の残りを実行し、関数呼び出しに続く行で停止します。
続行: 次のブレークポイントが見つかるまで、またはプログラムが終了するまで実行を続けます。

LLDB（Low-Level Debugger）の使用

LLDB は Xcode のデバッガーであり、デバッグインターフェイスへのコマンドラインアクセスを提供します。経験豊富な開発者がデバッグプロセスをより詳細に制御するための非常に強力なツールです。ここでは、一般的な lldb コマンドを紹介します。

print または po : 変数の現在の値を出力します。例: po myVariable.
frame variable : 現在のスタックフレーム内のローカル変数とその値を表示します。特定の変数を指定することもできます。例: frame variable myVariable.
breakpoint set : プログラムでブレークポイントを設定します。例: breakpoint set -name myFunction.
thread list : 現在のすべてのスレッドを一覧表示します。
thread backtrace : 現在のスレッドの関数呼び出しのバックトレースを表示します。

コールスタックを分析する

コールスタックは、現在の実行ポイントに至るまでの関数呼び出しのシーケンスを理解するための優れたリソースです。コールスタックを分析することにより、問題の根本的な原因を特定し、データが関数をどのように流れるかを評価し、プログラムが予想される制御フローに従っていることを確認できます。コールスタックには、コード内の問題の発生場所を特定するのに役立つ行番号とファイル名も表示されます。

メモリ関連のバグを修正する

メモリ管理は、特にiOSやmacOS用の開発において重要です。メモリ関連の問題には、リーク、強い参照サイクル、解放されたメモリへのアクセスが含まれます。Xcode には、これらの問題を検出して対処するためのツールがあります。

インストゥルメントを使用してメモリ使用量をプロファイルする

インスツルメントツールは、Xcode にバンドルされており、アプリケーションのメモリ使用量をプロファイルし、リークを識別できます。

Product > Profile を選択するか、ショートカット Command + I を使用して、Xcode 内から Instruments を起動します。
リークまたはアロケーションのテンプレートを選択して、アプリケーションのメモリ使用量を監視します。
アプリケーションをインストゥルメントを介して実行し、ライブのメモリ使用データを観察します。問題を示す可能性があるリークや過剰なメモリ割り当てを探します。

Xcode のメモリグラフデバッガを使用する

メモリグラフデバッガは、オブジェクト間の強い参照サイクルを特定するためのもう 1 つのツールです。

アプリケーションをデバッグモードで実行します。
メモリグラフアイコンをクリックするか、[デバッグ] メニューから View Memory Graph を選択します。
メモリグラフを注意深く観察します。オブジェクト間の循環関係と保持され過ぎたオブジェクトを探します。

テストと検証の向上

バグを修正するために変更を加えた後は、変更が新たな問題を引き起こさないことを確認するために徹底的にテストすることが重要です。バグ修正をテストするための戦略をいくつか紹介します。

テストケースの再実行: 既存のユニットテストや UI テストを実行して、変更によって既存の機能が破壊されていないことを確認します。
回帰テスト: バグ修正に関連する領域を対象としたテストを行い、問題が解決されたことを確認します。
ユーザーテスト: 該当する場合は、実際のユーザーを使用してフィールドテストまたはベータテストを実施し、問題が実際に解決されたことを確認し、バグ修正がユーザーの期待に沿っていることを確認します。

Xcode でのデバッグのベストプラクティス

ベストプラクティスを採用することで、デバッグプロセスをより効率的かつ効果的にすることができます。次に示すヒントをご紹介します。

問題を理解する: デバッグを開始する前に、時間をかけて問題を理解し、それを再現してください。可能であれば、問題を最小のテストケースに絞り込んでみてください。
ドキュメントとコメント: デバッグ中に発見したことについてメモを取ってください。これは将来のセッションや、他のチームメンバーを支援する際に役立ちます。
バージョン管理の使用: Git または他のバージョン管理システムを使用して変更を追跡し、さまざまな修正を試したり、誤った変更を元に戻したりする際に役立ちます。
継続的な学習: Xcode と lldb は強力かつ複雑です。より効果的なデバッグのために、常にそれらの機能と機能を探求してください。

結論

Xcode でのデバッグは、エラーを効率的に見つけて修正するために設計された多くの戦略とツールを含んでいます。ブレークポイントの設定やコード実行のステップ実行から、コールスタックの分析やメモリ使用量の確認に至るまで、これらの技術は堅牢で安定したアプリケーションの構築に不可欠です。

アプリケーションの複雑さが増す中、デバッグを習得することはコードを書くことと同様に重要です。Xcode のデバッグ機能の使用を最適化することで、開発プロセスがより効率的になり、最終的にはコードの品質が向上し、より満足のいくユーザーエクスペリエンスにつながります。

記事の内容に誤りがある場合, あなたは