BIT-8-实用调试技巧(C语言初阶学习)

  • 什么是bug?
  • 调试是什么?有多重要?
  • debug和release的介绍。
  • 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。

1. 什么是bug?


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。

2. 调试是什么?有多重要?


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?

又是如何排查出现的问题的呢?

拒绝-迷信式调试!!!!

2.1 调试是什么?

**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。

2.2 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

2.3 Debug和Release的介绍。

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。

代码:

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

上述代码在Debug环境的结果展示:

上述代码在Release环境的结果展示:

Debug和Release反汇编展示对比:

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?

请看如下代码:

cpp 复制代码
#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;
}

如果是 debug 模式去编译,程序的结果是死循环。

如果是 release 模式去编译,程序没有死循环。

那他们之间有什么区别呢?

就是因为优化导致的。

变量在内存中开辟的顺序发生了变化,影响到了程序执行的结果。

3. Windows环境调试介绍

注:linux开发环境调试工具是gdb。

3.1 调试环境的准备

在环境中选择 debug 选项,才能使代码正常调试。

3.2 学会快捷键

最常使用的几个快捷键:

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。

CTRL + F

弹出查找框,用于查找替换相应变量名称

VS中常用的快捷键_vs快捷键-CSDN博客

3.3 调试的时候查看程序当前信息

3.3.1 查看临时变量的值

在调试开始之后,用于观察变量的值。

3.3.2 查看内存信息

在调试开始之后,用于观察内存信息。

3.3.3 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。

3.3.4 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。

3.3.5 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。

4.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。

5. 一些调试的实例


5.1 实例一

实现代码:求 1!+2!+3! ...+ n! ;不考虑溢出。

cpp 复制代码
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。

  1. 首先推测问题出现的原因。初步确定问题可能的原因最好。

  2. 实际上手调试很有必要。

  3. 调试的时候我们心里有数。
    提示:ret的值

5.2 实例二

cpp 复制代码
#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;
}

研究程序死循环的原因。

提示:arr[12] i

6. 如何写出好(易于调试)的代码。

6.1 优秀的代码:

  1. 代码运行正常

  2. bug很少

  3. 效率高

  4. 可读性高

  5. 可维护性高

  6. 注释清晰

  7. 文档齐全

常见的coding技巧:

  1. 使用assert

  2. 尽量使用const

  3. 养成良好的编码风格

  4. 添加必要的注释

  5. 避免编码的陷阱。

6.2 示范:

模拟实现库函数:strcpy

cpp 复制代码
/***
*char *strcpy(dst, src) - copy one string over another
*
*Purpose:
*    Copies the string src into the spot specified by
*    dest; assumes enough room.
*
*Entry:
*    char * dst - string over which "src" is to be copied
*    const char * src - string to be copied over "dst"
*
*Exit:
*    The address of "dst"
*
*Exceptions:
*******************************************************************************/
char * strcpy(char * dst, const char * src)
{
    char * cp = dst;
assert(dst && src);
    while( *cp++ = *src++ )
       ;   /* Copy src over dst */
    return( dst );
}

注意:

  1. 分析参数的设计(命名,类型),返回值类型的设计

  2. 野指针,空指针的危害。

  3. assert的使用,assert的作用

  4. 参数部分 const 的使用,const修饰指针的作用

  5. 注释的添加

6.3 const的作用

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
//代码1
void test1()
{
    int n = 10;
    int m = 20;
    int *p = &n;
    *p = 20;//ok?
    p = &m; //ok?
}
void test2()
{
    //代码2
    int n = 10;
    int m = 20;
    const int* p = &n;
    *p = 20;//ok?
    p = &m; //ok?
}
void test3()
{
    int n = 10;
    int m = 20;
    int *const p = &n;
    *p = 20; //ok?
    p = &m;  //ok?
}
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;
}

结论:

const修饰指针变量的时候:

  1. 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。
  2. 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。

练习:

模拟实现一个strlen函数

参考代码:

cpp 复制代码
#include <stdio.h>
int my_strlen(const char *str)
{
   int count = 0;
   assert(str != NULL);
   while(*str)//判断字符串是否结束
   {
      count++;
      str++;
   }
   return count;
}
int main()
{
   const char* p = "abcdef";
   //测试
   int len = my_strlen(p);
   printf("len = %d\n", len);
   return 0;
}

7. 编程常见的错误


7.1 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。

7.2 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

7.3 运行时错误

借助调试,逐步定位问题。最难搞。

温馨提示:

做一个有心人,积累排错经验。

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