实用调试技巧——“C”

各位CSDN的uu们你们好呀，今天小雅兰的内容是实用调试技巧，其实小雅兰一开始，也不知道调试到底是什么，一遇到问题，首先就是观察程序，改改这里改改那里，最后导致bug越修越多，或者是问别人，反正不会调试，那么，通过这篇文章，小雅兰对于调试的认识就更上了一个台阶，现在，就让我们进入实用调试技巧的世界吧

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什么是bug？

调试是什么？有多重要？

Windows环境调试介绍

一些调试的实例

如何写出好（易于调试）的代码

编程常见的错误

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 什么是bug？

  在英文释义中，“BUG”常被用作形容昆虫，比如小虫、爬虫、臭虫、千年虫等，但一般不会单独使用，而是与其他单词组合使用，比如常见的“millennium bug”，翻译成中文就是千年虫或千禧虫的意思，再比如“lightning bug”，翻译成中文是萤火虫的意思，但在英文词汇中，有单独的单词锚定萤火虫，比如“firefly”。所以，它翻译成中文的含义并不固定，通常用来描述虫类动物。

  在计算机领域，行业内通常会将计算机上发生的一些问题用“BUG”来标注，比如系统缺陷、程序漏洞、轻微毛病、问题、故障等，而在一些固定的英文句式中，甚至还可以用来形容轻微的疾病、窃听器材等，但类似中文“萤火虫”的英文翻译一样，这类词汇一样有其他单词替代，通常指的就是“缺陷”或“漏洞”。

  基于语言、语种的不同，单词的定义、释义，以及应用场景也是不同的，在英文单词词汇中，BUG可以解释前文中提到的含义，但在国内应用过程中，它又衍生出了另一种含义，那就是“不可以思议的事”，比如：游戏出现BUG了吧、这个BOSS可以卡BUG、这人真厉害，出BUG啦，在这三种场景下出现的“BUG”，一般不是指缺陷、漏洞或昆虫的意思，虽然也有这方面的意思，但更大的作用是作为感叹词出现，一般帮助发言者表达自己的感叹、好奇、愤怒和迷惑等情绪，指遇到了自己无法理解或不可思议的事情。

第一次被发现的导致计算机错误的飞蛾，也是第一个计算机程序错误。 

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调试是什么？有多重要？

  编好程序后，用各种手段进行查错和排错的过程。

  作为程序的正确性不仅仅表现在正常功能的完成上，更重要的是对意外情况的正确处理。

  从心理学的角度考虑，开发人员和调试人员不应该是同一个人。

• 1. [experiment and adjust]∶试验并调整机器、仪器等
• 2. [shakedown test]∶在安装过程中对设备所作的试验工作 
• 3. [debug]：对功能、程序等进行调整和实验验证

所有发生的事情都一定有迹可循，如果问心无愧，就不需要掩盖也就没有迹象了，如果问心有愧， 就必然需要掩盖，那就一定会有迹象，迹象越多就越容易顺藤而上，这就是推理的途径。

顺着这条途径顺流而下就是犯罪，逆流而上，就是真相。

一名优秀的程序员是一名出色的侦探。

每一次调试都是尝试破案的过程。

我们是如何写代码的呢？

又是如何排查出现的问题呢？

 

 

 

拒绝-迷信式调试！！！！  

调试到底是什么？

调试（英语：Debugging / Debug），又称除错，是发现和减少计算机程序或电子仪器设备中程序 错误的一个过程。

调试的基本步骤

• 发现程序错误的存在
• 以隔离、消除等方式对错误进行定位
• 确定错误产生的原因
• 提出纠正错误的解决办法
• 对程序错误予以改正，重新测试

 Debug和Release

• Debug 通常称为调试版本，它包含调试信息，并且不作任何优化，便于程序员调试程序。
• Release 称为发布版本，它往往是进行了各种优化，使得程序在代码大小和运行速度上都是最优的，以便用户很好地使用。

下面，来看一段代码： 

#include <stdio.h>int main()
{char *p = "hello bit.";printf("%s\n", p);return 0;
}

如果真的去实操了一下的话，会发现Release版本的速度更快一些，且在Release版本下.exe文件所占空间大小比在Debug版本下小得多

然后，再来看看二者的反汇编比较

我们会发现，在Debug版本下，反汇编的操作也多得多 

所以我们说调试就是在Debug版本的环境中，找代码中潜伏的问题的一个过程。

那编译器进行了哪些优化呢？

下面，我们还是来看一段代码：

#include <stdio.h>int main()
{int i = 0;int arr[10] = {0};for(i=0; i<=12; i++){arr[i] = 0;printf("hehe\n");}return 0;
}

 

  

我们会发现：如果是在Debug版本下，在×86的平台下会死循环地打印hehe，在×64的平台下会报出Debug Error！的错误。

但是，在Release版本下，无论是在哪个平台，都没有死循环地打印hehe。

那他们之间有什么区别呢？

就是因为优化导致的。

在Release版本下是不能进行调试操作的，只有在Debug版本下才能进行调试！！！

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Windows环境调试介绍

在环境中选择 debug 选项，才能使代码正常调试。

快捷键

• F5 启动调试，经常用来直接跳到下一个断点处。
• F9 创建断点和取消断点 断点的重要作用，可以在程序的任意位置设置断点。这样就可以使得程序在想要的位置随意停止执行，继而一步步执行下去。
• F10 逐过程，通常用来处理一个过程，一个过程可以是一次函数调用，或者是一条语句。
• F11 逐语句，就是每次都执行一条语句，但是这个快捷键可以使我们的执行逻辑进入函数内部（这是最常用的）。
• CTRL + F5 开始执行不调试，如果你想让程序直接运行起来而不调试就可以直接使用。

调试的时候查看程序当前信息 

• 查看临时变量的值  在调试开始之后，用于观察变量的值。
• 查看内存信息  在调试开始之后，用于观察内存信息。
• 查看调用堆栈  通过调用堆栈，可以清晰的反应函数的调用关系以及当前调用所处的位置。
• 查看汇编信息  在调试开始之后，有两种方式转到汇编：
•   （1）第一种方式：右击鼠标，选择【转到反汇编】：
•   （2）第二种方式： 可以切换到汇编代码。
• 查看寄存器信息  可以查看当前运行环境的寄存器的使用信息。

多多动手，尝试调试，才能有进步。 

• 一定要熟练掌握调试技巧。
• 初学者可能80%的时间在写代码，20%的时间在调试。但是一个程序员可能20%的时间在写 程序，但是80%的时间在调试。
• 我们所讲的都是一些简单的调试。 以后可能会出现很复杂调试场景：多线程程序的调试等。
• 多多使用快捷键，提升效率。

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 一些调试的实例

实例一：

实现代码：求 1！+2！+3！ ...+ n! ；不考虑溢出。

#include<stdio.h>
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);for(i=1; i<=n; i++){int j = 0;for(j=1; j<=i; j++){ret *= j;}sum += ret;}printf("%d\n", sum);return 0;
}

这时候我们如果3，期待输出9，但实际输出的是15。

why?

  这里我们就得找我们问题。

• 首先推测问题出现的原因。初步确定问题可能的原因最好。
• 实际上手调试很有必要。
• 调试的时候我们心里有数。

调试过后发现变成了这样，所以我们必须要把ret在循环内部赋值成1

那么，正确的代码就应该是这样：

#include<stdio.h>
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);for (i = 1; i <= n; i++){int j = 0;ret = 1;for (j = 1; j <= i; j++){ret *= j;}sum += ret;}printf("%d\n", sum);return 0;
}

 实例二：

#include <stdio.h>int main()
{int i = 0;int arr[10] = {0};for(i=0; i<=12; i++){arr[i] = 0;printf("hehe\n");}return 0;
}

 我们会看到，这个程序已经死循环了，可能有些人就会想：这个程序难道不是数组越界了吗，怎么会死循环呢，为什么不报错呀？？？我们带着一肚子疑惑，来研究这段代码。

 

 原理：

• i和arr是局部变量，局部变量是放在栈区上的
• 栈区内存的使用习惯是：先使用高地址处的空间，再使用低地址处的空间
• 数组随着下标的增长，地址是由低到高的

这段代码的的确确是越界访问了，但是，它忙着死循环，没时间报错，这段代码的运行结果是和环境相关的 

C语言在写代码的时候，容易出现的一些错误，避坑指南——《C陷阱和缺陷》

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如何写出好（易于调试）的代码 

优秀的代码：

• 代码运行正常
• bug很少
• 效率高
• 可读性高
• 可维护性高
• 注释清晰
• 文档齐全

常见的coding技巧： 

• 使用assert
• 尽量使用const
• 养成良好的编码风格
• 添加必要的注释
• 避免编码的陷阱

下面，我们来运用一下学过的这些知识

 模拟实现库函数：strcpy

strcpy函数返回的是目标空间的起始地址 

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{assert(dest != NULL);assert(src != NULL);char* ret = dest;while (*dest++ = *src++){;}//把src指向的字符串拷贝到dest指向的数组空间，包括\0字符return ret;
}
int main()
{char arr1[] = "hello world";char arr2[20] = { 0 };printf("%s\n", my_strcpy(arr2, arr1));//链式访问return 0;
}

注意：

• 分析参数的设计（命名，类型），返回值类型的设计
• 这里讲解野指针，空指针的危害。
• assert的使用，这里介绍assert的作用
• 参数部分 const 的使用，这里讲解const修饰指针的作用
• 注释的添加

 const的作用

#include <stdio.h>//代码1void test1()
{int n = 10;int m = 20;int *p = &n;*p = 20;//okp = &m; //ok}void test2()
{//代码2int n = 10;int m = 20;const int* p = &n;*p = 20;//errp = &m; //ok}void test3()
{int n = 10;int m = 20;int *const p = &n;*p = 20; //okp = &m;  //err}int main()
{//测试无cosnt的test1();//测试const放在*的左边test2();//测试const放在*的右边test3();return 0;
}

const修饰指针变量的时候：

•  const如果放在*的左边，修饰的是指针指向的内容，保证指针指向的内容不能通过指针来改变。但是指针变量本身的内容可变。
•  const如果放在*的右边，修饰的是指针变量本身，保证了指针变量的内容不能修改，但是指针指向的内容，可以通过指针改变。

下面，我们来写一个练习：模拟实现一个strlen函数 

其实在之前，我们就已经用计数器、指针-指针、递归的方法实现过这个函数，只是当时的代码写得不够好，现在，来重新实现一下。

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int my_strlen(const char* str)
{int count = 0;assert(str != NULL);while (*str != '\0'){count++;str++;}return count;
}
int main()
{char arr[10] = "abcdef";int len = my_strlen(arr);printf("%d\n", len);return 0;
}

字符串传参，传的是首字符的地址。 

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编程常见的错误

• 编译型错误  直接看错误提示信息（双击），解决问题。或者凭借经验就可以搞定。相对来说简单。
• 链接型错误  看错误提示信息，主要在代码中找到错误信息中的标识符，然后定位问题所在。一般是标识符名不 存在或者拼写错误。
• 运行时错误  借助调试，逐步定位问题。最难搞。

做一个有心人，积累排错经验。

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 好啦，小雅兰今天的内容就到这里啦，诶嘿，最近效率太低了，可能是学校水课太多了，让人心烦意乱吧，而且比较浪费时间，哈哈哈，只有C语言会让人快乐！！！