第十章 你知道如何调试吗？

Posted 2021-06-11 俺是充电鸭

文章目录

• • 1. 什么是bug？
  • • 正经介绍
  • 2. 调试是什么？
  • • 介绍
    • 调试的基本步骤
  • 3. windows环境调试介绍
  • • 1）调试环境的准备
    • 2）调试常用快捷键
    • 3）调试时查看程序当前信息
  • 4. Debug和Release
  • • 介绍
    • 注意
  • 5. 调试时遇见的一个例子
  • • 注意
  • 6. 如何写出好的代码
  • • 介绍
    • 示范
    • 小节
  • 7. 编程常见的错误
  • 总结

1. 什么是bug？

俺就是bug

懂了没？这还没懂？上面的就是俺啊。本虫就是第一次被发现的导致计算机错误的bug，小名（飞鹅）。

正经介绍

Bug：即程序错误，是程序设计中的术语，是指在软件运行中因为程序本身有错误而造成的功能不正常、死机、数据丢失、非正常中断等现象。有些程序错误会造成计算机安全隐患，此时叫做漏洞。

既然知道了bug是啥，那你们就懂了，我们就是“害虫的妈妈”，到处生产bug。

那如何做好安全措施呢？你不仅得写出一手好代码，还得学会debug（调试）。

2. 调试是什么？

介绍

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。

既然知道了什么是调试，那么怎么调试呢？很多有热血、有激情的程序员一写代码就是这样的：

嗯对，然后开始调试就是这样的！

调试的基本步骤

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

其实平常大家找bug应该都有自己的习惯。如果你没有，可以试试养成自己的习惯，步骤用处不大，但好的调试习惯绝对，绝对，绝对很高级！

3. windows环境调试介绍

为啥是windows环境调试？因为俺现在只会windows的调试。

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。不知道debug的xdm，后面会告诉你哒。

2）调试常用快捷键

当我们点击编译器调试的时候，就会出现一大堆balabala的按键，但是学会几个快捷键，效率直接起飞啊！

F5

启动调试，经常用来直接跳到下一个断点处。

F9

创建和取消断点，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 最长用的）。

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。

3）调试时查看程序当前信息

当你开始调试后，点击 调试 — 窗口 后就会出现，而你想要在调试时查看的数据可以在这里选择的打开

4. Debug和Release

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。

注意

有时 debug 模式去编译，程序的结果是死循环。 但是 release 模式去编译，程序没有死循环。 这是因为优化导致的。因为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。

5. 调试时遇见的一个例子

#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("hehe\\n");
	}
	return 0;
}

通过编译，结果为无限打印”hehe“，死循环，为什么呢？

通过调试我们发现第一次循环到i=12时，i的地址和arr[12]相同，arr[12]=0，即将i变成0。通过思考总结为：

1. 因为i和arr时局部变量，局部变量是放在栈区上的（不是数据结构的栈）

2. 栈区内存的使用习惯是：先使用高地址空间，再使用低地址空间

3. 数组随着下标的增长，地址是由低到高变化的

   

4. 为什么arr[9]和i差两个地址呢呢，可能是我所用编译器的特性（vs2017），不同编译器可能不同

注意

如果将debug版本改成release版本，结果就不会死循环。（做了优化，在 release版本中，将i的地址放到了数组地址的下面，arr即使越界也不会覆盖到i）

6. 如何写出好的代码

介绍

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。

示范

模拟打印strcpy函数

注意：strcpy函数还会将原字符串最后的’\\0’拷贝到目标函数中

代码1

#include <stdio.h>
void my_strcpy(char* dest, char* src)
{
	while(*src != '\\0')
	{ 
		*dest = *src;
		dest++;
		src++;
	}
	*dest = *src;
}
int main()
{
	char a[20] = "flkhjsfasd";
	char b[] = "hello";
	my_strcpy(a, b);//目标字符串起始地址，原字符串起始地址
	printf("%s", a);
	return 0;
}

代码2（只更改my_strcpy函数）

void my_strcpy(char* dest, char* src)
{
	while (*dest++ = *src++)//既copy了'\\0'，又使得循环停止
	{
		;
	}
}

代码3

• 如果传给src的不小心写成空指针，由于空指针指向地址是随机的，那么src没有一个合法的空间，故解引用的时候就出现了问题，程序则崩溃了。
• 故我们可以通过assert（断言）来起预防作用，去验证一些假设的情况
• 使用assert前需要上头文件<assert.h>

void my_strcpy(char* dest, char* src)
{
    assert(src!=NULL);//如果条件为真，就没事，如果为假，编译时，断言就会报错，并有报错信息
    assert(dest!=NULL);
	while (*dest++ = *src++)
	{
		;
	}
}

结果为：

代码4

再通过比较与strcpy函数定义的形参，发现他里面src指针前面有const，那么const又会让这个程序变得怎样呢？

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。

如果写程序时，将dest和src写反了，那么也会编译，防止这个错误，可以在形参char* src前加const，因为src指向的内容是不要改变的，所以通过编译报错，找到错误。

void my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
    assert(src!=NULL);
    assert(dest!=NULL);
	while (*src++ = *dest++)//报错，就可以进行修改
	{
		;
	}
}

结果为：

代码5

最后再将返回类型也改成char*，那么这个函数就可以直接被打印了

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
    assert(src!=NULL);
    assert(dest!=NULL);
    char* ret=dest;
	while (*src++ = *dest++)//报错，就可以进行修改
	{
		;
	}
    return ret;
}

小节

上面的代码示范，模拟了strcpy函数，在模拟的同时不仅仅会让你的代码样式更加优秀，还会助于你去理解代码。

7. 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。

总结

今天是关于调试的一个总结，至于很多地方，如写调试时查看程序当前信息我并没有一个个细致讲有啥用，就是希望大家可以自己主动尝试，去瞎折腾，这样你才能对你所用的编译器，对调试这个环境有更深的理解。希望大家喜欢啦，如果有错误请大家多多指正！