【C语言】调试技巧

本是古典何须时尚 2023-10-14 18:39 8阅读 0赞

**目录**

一、什么是bug?

二、调试

1.一般调试的步骤

2.Debug 和 Release

三、调试环境准备

四、调试时要查看的信息

1.查看临时变量的值

2.查看内存信息

3.查看调用堆栈

4.查看反汇编信息

5.查看寄存器

五、练习

六、常见的coding技巧

七、const的作用

八、编程常见的错误

--------------------

## 一、什么是bug? ##

我们平时会口头说 bug ,报错，waring(报警)等,bug 英文的意思是虫子，然而在计算机发展史上的第一只 Bug ，真的是因为一只飞蛾意外走入一电脑而引致故障，因此Bug从原意为臭虫引申为程序错误。

**当我们**![e8fcf4722208442c8f2fb905c4bac52e.png][]

**这个时候就需要我们的调试 来开启新大陆**

关于程序错误的 [参考资料][Link 1]

## 二、调试 ##

平时敲代码，总会遇到与一些问题导致程序执行不过去，你可能在那一直盯着刚写完的代码看（心里想这到底哪里出错了，但是就是没有找打错误的原因），这时就需要我们平时了解到的调试来解决问题(起先使用可能不熟练，慢慢来)

**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*

### 1.一般调试的步骤 ###

*  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.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。

接下来调试下方代码

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

在debug版本下 （执行程序）文件名.exe 是几十KB

而在release版本下 是 几 KB(原因是代码大小和运行速度上都是最优的)

再看下方代码

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

在 vs2022 x86 debug 的环境下![6efb7624334e40eaa7694950555178c2.png][]

该程序的【执行结果】 无限循环打印 haha

而在release版本下

![36d5c57393a54d19ac10822ffc8843fc.png][]

没有死循环 打印了13行的haha

二者区别是因为：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

## 三、调试环境准备 ##

如果要对代码进行调试首先要准备好调试的环境

就是要**在debug版本下，才能使代码正常调试**

**（点击开始调试）或者按F5**

![ee41632cb19746979b31a1383395528f.png][]

在这里介绍一些调试的快捷键

*  **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
 *  **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）
 *  **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
 *  **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

[其他快捷键][Link 2]

## **四、调试时要查看的信息** ##

### **1.查看临时变量的值** ###

**在按调试后，观察变量的值**

![51e1b94b18ea497bb0c3a94c896689f7.png][]

例如 输入 i

![10b9bf488cee44a89ce3630aec85eede.png][]

一直按F11当 i 的值变为 11时 i值的变化（0-11）

![b1e64dbcc8ae4e11b0fe701c8e3ac409.png][]

### 2.查看内存信息 ###

![818fe3cbf9954abe87fdbfd3ccfefcb6.png][]

**在内存窗口 输入 &i(找到i 的内存地址)**

![1e2e9c24305e4bb6bce219da99b1a3ac.png][]

![67486caa7f3148d399253550867d7c6a.png][]

### 3.查看调用堆栈 ###

反映的是调用逻辑

![e0c0c718996948ab8105df7ec96724d3.png][]

### 4.查看反汇编信息 ###

![6975403bd5034feca75b90b6809c29ec.png][]

![41d3e805578f4227afec5af80687d481.png][]

### 5.查看寄存器 ###

![35098db953b84611812ac321200ffdd5.png][]

## 五、练习 ##

**【例 1】**

//实现代码：求 1！+2！+3！ ...+ n! ；不考虑溢出
    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;
    }

输入 1，输入2 和我们预想的结果一样，但当我们输入 3 的时候结果应该是 9 实际输出结果为：

![32924b82636046a3b25943ba86a03b2e.png][]

打印的结果出错了

接着进行调试，当调试到 i= 2是 正常的

![9c3aac09cd1c4cb08bca37d6a5fe5a87.png][]

调试到 j = 3 是 ret 应该是 6 ，但是发现 ret由4 变到 12

![0fc07298531f45ceb93015800f0cc115.png][] 经果分析我们发现 原来是ret 每次进入内层的for循环 ret 的值接着上次的执行结果继续算

这时 我们在内层for循环上方加上 ret =1;

//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;
    		ret = 1;//添加的代码
    		for (j = 1; j <= i; j++)
    		{
    			ret *= j;
    		}
    		sum += ret;
    	}
    	printf("%d\n", sum);
    	return 0;
    }

![a89b73dc209741afa37f61bc5df924dc.png][]

**【例 2 】死循环的原因**

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

调试后发现

![d7eba2096db841fcb386d28209c1da4b.png][]

![9ed61928409440c6a6c33f792f19da26.png][]

## 六、常见的coding技巧 ##

*  使用assert（断言，是一个宏，在release版本中会自动优化掉）
 *  尽量使用const（下面会讲到用法）
 *  养成良好的编码风格
 *  添加必要的注释
 *  避免编码的陷阱

【例】模拟实现库函数strcpy、

库函数strcpy

![3749d2932d1a44719bff1a85838839c5.png][]

//模拟实现strcpy
    #include<stdio.h>
    #include<assert.h>
    char* my_strcpy(char *des,const char *src)
    {
    	assert(des != NULL);
    	assert(src != NULL);//避免字符串为空
    	char* temp = des;
    	while (*des)
    	{
    		*des = *src;
    		des++;
    		src++;
    	}
    	return (temp);
    }
    int main()
    {
    	char* str = "ab";
    	char arr[20] = "xxxxxxxxxx";
    	printf("%s\n",my_strcpy(arr,str));
    	return 0;
    }

优化

#include<stdio.h>
    #include<assert.h>
    char* my_strcpy(char* des,const char *src) 
    {
    	assert(des != NULL);
    	assert(src != NULL);
    	char* temp = des;//用于返回首元素地址
    	while (*temp++ = *src++)
    		;
    	return des;
    }
    int main() 
    {
    	char *arr1 = "abcdef";
    	char* arr2[20] = {0};
    	printf("%s\n",my_strcpy(arr2,arr1));
    	return 0;
    }

## 七、const的作用 ##

**const 在 \* 左边**

int num =0;
    int n = 0;
    const int *p =&num; 
    p = &n;  //ok
    *p = 20; //error

![bb183fee07e44ef8baad4125eac9a200.png][]

**const 在 \* 右边**

int n = 1000;
    int num = 0;
    int * const p = &num; //限制了指针变量本身
    p = &n; //error
    *p = 20;//ok

**【小总结】**

**const 修饰指针变量的时候：**

1.  **const放在 \* 左边，修饰的是指针指向的内容，保证指针指向的内容不被修改。但是指针变量可以修改**
2.  **const 放在\* 右边，修饰的是指针变量本身，保证指针变量本身不被修改。但是可以修改指针指向的内容**

练习：模拟实现strlen

//模拟实现strlen
    #include<stdio.h>
    #include<assert.h>
    int my_strlen(const char* str) 
    {
    	assert(str != NULL);
    	int count = 0;
    	while (*str) 
    	{
    		count++;
    		str++;
    	}
    	return count;
    }
    int main() 
    {
    	char* str = "abcdefg";
    	printf("%d\n",my_strlen(str));
    	return 0;
    }

## 八、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

*  **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。

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[Link 1]: https://baike.baidu.com/item/%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E9%94%99%E8%AF%AF/4605473
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[Link 2]: https://blog.csdn.net/mrlisky/article/details/72622009
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