【C语言初阶（20）】调试练习题

前言

• 在我们开始调试之前，应该有个明确的思路；
• 程序是如何完成工作的、变量到达某个步骤时的值应该是什么、出现的问题大概会在什么位置。
• 这些东西在调试之前都需要先确认下来，不然自己都不知道自己在调试个什么东西了。

实例1

题目内容

• 求 1！+2！+3！ …+ n! ；不考虑溢出。

使用调试分析出下面代码的问题是什么

• 注意：不要用经验来判断问题出在哪，全当第一次遇见这些代码，光瞪眼肯定是没法解决问题的。

int main()
{int i = 0;int sum = 0;			//保存最终结果int n = 0;int ret = 1;			//保存 n 的阶乘scanf("%d", &n);		//输入 3，结果应该是：1！ + 2！ +3！ = 9for(i=1; i<=n; i++){int j = 0;for(j=1; j<=i; j++){ret *= j;}sum += ret;		//将 1 到 i 之间的数字累乘到 ret 上去就是 i 的阶乘}printf("%d\n", sum);return 0;
}

• 结果显然和我们想象中的有所出入。

调试分析

• 调试过程中，我们需要观察 sum、ret、i、n 、j 这几个变量的值的变化。
  • 调试过程中需要我们先给 n 输入一个值，此时已经给了个 3 给 n。

• 第一次循环，i 初始化为 1，j 初始化为 1，满足条件 j <= i，进入内层循环。将 j = 1 乘到 ret 上，此时 ret 变为 1。

• 内循环完一遍之后 j++ 变成了 2。2 <= i 的条件就不成立了，将算出的 1 的阶乘 + 到 sum 上去。此时 sum 变成了 1.

• 求完一遍阶乘之后，令 i++ 变成了 2，那么内循环就要算出 2 的阶乘，重新令 j 初始化为 1，满足循环条件，将 j = 1 乘到 ret 上去，ret 的结果也是 1。

• 然后 j++ 变成 了 2，将 j = 2 乘 到 ret 上，此时 ret 就变成了 2。

• j++ 变成了 3，不满足循环条件 j <= i，退出循环，然后将 ret = 2 累加到 sum 上去，此时 sum 变成了 3。目前为止还没有任务问题。

• 累加完了之后让 i++ 变成了 3，满足 i <= n(3) 的条件，现在要求 3 的阶乘。让 j 初始化为 1 从 1 开始 一直乘到 3。将 1 乘给 ret 之后发现，ret 的值变成 2，开始有点不对劲了。

• j++ 变成 2，将 j = 2 乘 给 ret 此时 ret 变成了 4，然后 j++ 变成了 3，将 3 继续乘到 ret 上，此时 ret 变成了 12，ret = 12 明显不是 3 的阶乘。所以问题应该就是出在这里了。
• 因为 ret 是在循环体外面创建的，在循环过程中 ret 的值被改了就回不到 1 了，用会变的值来进行累乘，结果肯定不如人意了。

• 最终将 ret = 12 加到 sum 上去 3 + 12 结果 15 就这么出来了。

代码修改

• 将在循环体外部的 ret 放到循环体内部，每次循环完一轮之后都让 ret 的值重新变回 1，就不会影响最终结果了。

实例2

分析下面代码出现死循环的原因

• 前提：该代码仅限在 VS + X86 环境 + Debug 模式下验证。

#include <stdio.h>int main()
{int i = 0;int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };for(i=0; i<=12; i++){arr[i] = 0;printf("hello word!\n");}return 0;
}

调试分析

• 很明显数组访问是直接越界了，但是前面 9 次的赋值是没有问题的。

• 再观察 i 的值，在数组越界到 10、11 的时候，i 的值都还算正常。可唯独到了 arr[12] 的时候，i 的值居然被改成 0；
• 也就是说，i 和 arr[12] 挂上了钩，arr[12] 只要被赋值成 0，i 也会被改成 0，i 无法自增到 13 自然就无法退出循环直接就导致死循环了。

• 此时再观察 arr[12] 以及 i 的地址会发现，这两个家伙在你不知情的情况下已经住到同一个地址去了，难怪将 arr[12] 改为 0 会让 i 也跟着一块变。

代码分析

• 现在要创建一个局部变量 i ，为 i 在栈上先分配一块空间；
• 然后再创建数组 arr ，为 arr 分配一快空间；
• 局部变量都是按照栈的方式（从搞地质向低地址使用）创建的，也就是说先被创建出来的 i 在内存中 在 arr 数组的下面。

• 数组按照往下越界得情况来看的话，arr[12] 刚好就越界到了 i 所在的空间。
• 在前提中提到过的特殊情况下，先创建的 i 与 后创建的 arr 数组之间就是隔着两个整型的空间，所与才会越界越着越着就让摸到 i 了。

问题解决方案

• 这段代码最大的问题就是数组的越界访问，没啥可说的，把这个改过来就行了。

#include <stdio.h>int main()
{int i = 0;int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };for(i = 0; i < 10; i++){arr[i] = 0;printf("hello word!\n");}return 0;
}