3.6 常见问题与调试

1 常见错误类型

🧩 返回值错误

情景故事：小明写了一个计算平均分的函数，但总是得到奇怪的结果...

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// 有问题的函数
double calculateAverage(int a, int b) {
    int sum = a + b;
    sum / 2;  // 忘记return啦！
}

// 正确写法
double calculateAverage(int a, int b) {
    return (a + b) / 2.0;  // 注意用2.0保证小数运算
}

趣味练习：找出下面函数的错误

cpp 复制代码

string getGrade(int score) {
    if(score >= 90) 
        "A";
    else 
        return "B";
}

🔌 参数不匹配

情景故事：小红想用函数画三角形，但总提示错误...

cpp 复制代码

// 函数定义
void drawTriangle(int size, char symbol) { /*...*/ }

// 错误调用
drawTriangle('*', 5);  // 顺序反了！

记忆口诀：

"参数顺序要记牢，就像穿鞋先穿袜"

🌀 递归栈溢出

情景故事：小刚的递归函数让电脑"卡死"了...

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// 危险！没有终止条件
void countDown(int num) {
    cout << num << endl;
    countDown(num - 1);  // 无限循环！
}

// 安全版本
void countDown(int num) {
    if(num < 0) return;  // 停止条件
    cout << num << endl;
    countDown(num - 1);
}

可视化理解：

plain 复制代码

countDown(3)
→ 打印3
→ countDown(2)
  → 打印2
  → countDown(1)
    → 打印1
    → countDown(0)
      → 打印0
      → countDown(-1) ✋停止

2 调试技巧

🖨️ 输出中间值

侦探游戏：像侦探一样收集线索！

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int mysteryFunction(int x) {
    cout << "侦探日志：收到x=" << x << endl;  // 线索1
    
    int step1 = x * 2;
    cout << "第一步计算后：" << step1 << endl;  // 线索2
    
    int result = step1 + 5;
    cout << "最终结果：" << result << endl;  // 线索3
    
    return result;
}

实践任务：在下面的函数中添加侦探日志

cpp 复制代码

int calculate(int a, int b) {
    int sum = a + b;
    int product = a * b;
    return sum + product;
}

🧩 分步测试法

积木拆解法：把大问题拆成小积木测试

cpp 复制代码

// 原函数
int complexCalculation(int x) {
    int a = x * 2;
    int b = a + 5;
    int c = b / 3;
    return c * c;
}

// 分步测试
void testSteps() {
    int testValue = 4;
    cout << "测试第一步：" << testValue * 2 << endl;  // 应得8
    cout << "测试第二步：" << 8 + 5 << endl;         // 应得13
    // ...继续测试其他步骤
}

📝 纸笔辅助法

画图练习：用纸笔追踪变量变化

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void confusingFunction() {
    int a = 3;
    a = a + 2;
    int b = a * 4;
    a = b - 5;
    cout << a << "," << b;
}

追踪表格：

行号	a的值	b的值
1	3	?
2	5	?
3	5	20
4	15	20

3 调试练习

🐞 有bug的求和函数

cpp 复制代码

// 这个函数应该计算1+2+...+n
int sumToN(int n) {
    int sum = 0;
    for(int i = 1; i <= n; i--) {  // 这里有错！
        sum += i;
    }
    return sum;
}

调试任务：

用纸笔画出当n=3时的循环过程
添加cout输出i和sum的变化
找出并修复错误

♾️ 无限递归示例

cpp 复制代码

void countStars(int n) {
    cout << "*";
    countStars(n);  // 问题出在这里！
}

修复挑战：

这个函数会输出多少个星号？
如何修改才能让它只输出n个星号？
添加什么条件可以防止无限递归？

🔄 参数传递错误案例

cpp 复制代码

void swap(int a, int b) {  // 这里有问题！
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

int main() {
    int x = 1, y = 2;
    swap(x, y);
    cout << x << "," << y;  // 输出什么？
}

思考问题：

为什么x和y的值没有交换？
如何修改swap函数才能真的交换两个数？
画图说明值传递和引用传递的区别

趣味调试游戏

🕵️‍♂️ 代码侦探社

游戏规则：

老师准备5个有bug的代码片段
学生分组扮演"代码侦探"
每组用学到的调试方法找出bug
最快修复所有bug的小组获胜

示例案件：

cpp 复制代码

// 案件1：这个函数应该判断数字是否是偶数
bool isEven(int num) {
    return num % 2 = 0;  // 这里有线索！
}

🧩 调试拼图

将正确代码打印在纸上并剪成碎片，学生需要：

先找出代码中的错误
然后拼出正确的代码
最后用电脑验证

家长辅助指南

家庭调试练习

cpp 复制代码

// 周末家庭任务：帮爸爸妈妈找出购物计算程序的bug
void shopping() {
    float price = 18.5;
    int quantity = 3;
    float total = price * quantity;
    
    cout << "总价：" << total << endl;
    cout << "折扣后：" << total * 0.1 << endl;  // 这里有错！
}

亲子互动：

预期输出总价是55.5，折扣后应该是50
实际输出有什么问题？
一起思考如何修正

可视化学习工具推荐

Python Tutor：可视化代码执行过程
Code.org调试游戏：适合初学者的互动游戏
Scratch调试项目：通过积木块理解调试概念

本章总结卡

错误类型	常见表现	解决方法
忘记返回值	得到随机数	检查所有路径都有return
参数顺序错	结果不对	对照函数定义检查
无限递归	程序卡死	添加终止条件

记忆儿歌：

编程出错不要慌，调试技巧来帮忙

输出中间看一看，分步测试不能忘

纸笔追踪变量变，小小bug无处藏

课后实践任务

基础题：修复一个计算圆面积的函数（故意去掉π）
提高题：找出斐波那契数列函数中的逻辑错误
挑战题：调试一个错误的密码验证程序
创意题：设计自己的"找bug"游戏关卡