08实用调试技巧

Posted 2021-09-04 再吃一个橘子

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了08实用调试技巧相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

到这一章节，C语言初阶的基础知识基本完结，那么我们已经具备了基础的代码编程能力，还需要在牛客，LeetCode，PTA，洛谷等平台刷题训练，或参加编程竞赛提高自己编程水平。

今天，我们来谈谈在编程中能够帮助我们排错，试错，不断成神精进的实用调试技巧（基于VS2019）

总结：有错我不怕，代码质量越来越高，错误越来越少，就要充分利用调试这把利刃！⛏

1.本章重点

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

2.什么是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.

3.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。

在我们平时写代码中，经常会面临写好代码却和预期结果不符合的情况，怎么办呢？？东敲敲西锤锤，修修改改？？？不！这样并不是最为有效的方法，最有效的方法是运用一些调试技巧，进而让我们的代码符合预期效果。

——————选自漫画《神秘的程序员们》

这其实就是我们所谓的迷信式调试！！不知道所以然，只是无畏地靠冥思苦想，效率低下。

调试？何谓调试：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。

3.1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

在日常编写代码中，我们不可避免会有错误存在，作为程序员，我们可能能自己发现错误，并及时改正，之后也可以交给TDD测试员来进一步修正代码，这都没有问题，但是若是交到了客户手里之后客户发现了问题的错误，这时候损失可能就会大了，所以我们需要进行通过某段代码，隔离调试定位错误，进而提出解决方案

4.Debug和Release的介绍

在VS2019编译器上栏，我们可以看到有Debug和Release版本两种，但是他们有什么区别呢？

注意：

Debug版本是程序员来编程的版本，可以调试。

Release版本是给客户用的发布版本，不可以调试。

官方解释：

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。比如文件大小：

我们可以看到，在Debug版本下，编译运行代码，就会在相应Debug文件夹中出现test.c的文件，我们可以看到他的文件大小是40KB

5.windows环境调试介绍

注：linux开发环境调试工具是gdb，后期学习再讲解。

5.1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。

5.2学会快捷键

最常使用的几个快捷键：（有时候需要在按快捷键之前按住Fn）
F5
启动调试，经常用来直接调到下一个断点处。
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

还有更多快捷键。。。
举例说明：

F5：

按住以后，直接跑出来结果，因为中间并没有人拦住他，所以程序继续往下执行。

所以，我们F5可以和其他键配合使用，例如：F5+F9，单独使用F5是没有价值的。

F5+F9：
光标对准需要断点的语句，然后按住F9，再按住F5，那么代码就可以直接到断点位置处，此处应用广泛，比如我们可以保证前面代码都是准确无误的，仅仅是下面语句中的某一段代码有问题，那我们还需要从头开始一步一步调试吗？不用哪有都是在做无用功，因为前面代码我们已经可以保证正确了，没必要再调试运行了，那么我们就可以应用F5+F9，直接跳到该位置，省时高效。

拓展：那如果我们再缩小范围呢？比如（对于上一段代码）：我们仅仅想知道i==5的时候是不是出问题，该怎么做呢？按住F10单步调试的确可行，但是效率也是很低，我们可以 右击断点 ——> 条件 ——> 设置断点触发的条件。

输入断点触发条件

光标放在i上可以看出来此时触发断点条件就是i==5

F10：

F10是逐过程，一个过程可以是一次函数调用，或者是一条语句。。注意：F10不会进入函数内部的。但是循环会进去的。

如图：直接从test()函数经过，不进入test()内部，继续下一个过程。

F11：

F11是逐语句，可以进入函数内部。

Ctrl+F5:

按住 Ctrl+F5会在右上角出现小框框，可以执行查找定位文档中的某个变量函数等等

也可以执行某个变量函数名替换的操作！！！！

替换功能非常实用！！

5.3调试的时候查看程序的当前信息

5.3.1查看临时变量

1.自动窗口（编译器总动根据程序来检索变量，跟踪监视），不过缺点明显：变量一会有一会没有，只有在指向那一段程序的时候才会出现。

2.局部变量（和自动窗口一样，只不过局部变量是仅仅监视局部变量）

3.监视窗口（可以自己输入想要观察的变量，地址等，方便实用，建议多使用）

4.内存

5.函数的调用堆栈（当调用函数嵌套，调用复杂的时候，可以用函数堆栈的压栈，弹栈的顺序观察调用顺序）

压栈顺序从下到上是调用顺序，注意观察哈~~，后续数据结构再细讲~~

弹栈：后进先出

6.汇编

7.寄存器

不太懂~~，不再介绍~~><~~

5.4多多动手，尝试调试，才有进步

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。

6.一些调试实例

实例1

实现代码：求 1！+2！+3！ ...+ n! ；不考虑溢出。

我们刚开始敲出如下代码：可是经过测试发现n=1,n=2的时候成立，可是到了n=3的时候就不成立了（运行时错误），老程序员一看就看出来了~~~~啊啊😫，你这应该将ret置1呀，哈哈哈哈，的确，很容易可以看出来错误处在哪里，但是假设我们不知道，咋怎么做呢？——> 调试！！

//求 1！+2！+3！ ...+ n! 
#include<stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	int j = 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++)
	{
		
		for (j = 1; j <= i; j++)
		{
			ret *= j;
		}
		sum += ret;
	}
	printf("%d\\n", sum);
	return 0;
}

通过监视来看值的变换我们发现n=3时，ret变换异常就知道错误在哪了。此处不再放图赘述。。

正确代码：

//求 1！+2！+3！ ...+ n! 
#include<stdio.h>
int main()
{
	int i = 0;
	int j = 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++)
	{
		ret = 1;
		for (j = 1; j <= i; j++)
		{
			ret *= j;
		}
		sum += ret;
	}
	printf("%d\\n", sum);
	return 0;
}

实例2

本题讲解选自《C陷阱和缺陷》

#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 <= 16; i++)
	{
		arr[i] = 0;
		printf("hehe\\n");
	}
	return 0;
}

我们故意将数组下标写的越界，程序会跑出死循环，这是什么原因呢？（Debug版本下x86平台）