C语言入门学习 --- 8.实用调试技巧

第八章实用调试技巧

本章着重讲解以下几个内容:

1.什么是bug？

2.什么是调试？调试有多重要？

3.debug和release的介绍。

4.Windows环境调试介绍。

5.调试的实例

6.如何写出好的代码。

7.编程中常见的错误。

1.什么是bug？

软件缺陷 （Defect），常常又被叫做Bug。所谓 软件缺陷 ，即为计算机软件或程序中存在的某种破坏正常运行能力的问题、错误，或者隐藏的功能缺陷。 缺陷 的存在会导致 软件 产品在某种程度上不能满足用户的需要。

2.什么是调试？有多重要？

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

• 发现程序存在的错误

• 以隔离、消除等方法对错误进行相应的定位

• 确定产生错误的原因

• 提出改正错误的解决措施

• 对程序错误进行改正，重新进行测试

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。

我们所说的调试就是在Debug版本的环境中，找代码潜在的问题的一个过程。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    int i = 0;
    for (i = 0; i <= 12; i++)
    {
        arr[i] =  0 ;
        printf("Hello\n");
    }
    return 0;
}
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debug模式去编译，程序结果为死循环。

release模式去编译，程序没有死循环。

它们有什么区别？

其实是由于优化导致的。

变量在内存中开辟空间的顺序发生变化，影响到程序执行后的结果。

4.Windows环境调试介绍

4.1调试环境的准备

在环境中选择debug选项，才能使代码正常的调试。

4.2快捷键

比较常用的快捷键：

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

断点的重要作用就是可以在程序任意位置设置断点

可以使程序员在想要的位置停止执行，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。

Ctrl+F5

开始执行不调试，如果想让程序直接运行而不调试就可直接使用。

VS中常用的快捷键_vs快捷键_MrLisky的博客-CSDN博客

4.3调试时查看程序当前信息

4.3.1查看临时变量的值

调试->窗口->监视

4.3.2查看内存的信息

调试->窗口->内存

4.3.3查看调用堆栈

调试->窗口->调用堆栈

4.3.4查看汇编信息

调试->窗口->反汇编

4.3.5查看寄存器的信息

调试->窗口->寄存器

5.调试的实例

5.1实例1

求1！+ 2！+ 3！+ 4！…+ n!；

#include <stdio.h>

int main()
{
    int n = 0;
    int i = 0;
    int j = 0;
    int sum = 0;
    int ret = 1;
    scanf("%d",&n);
    for (i = 1;i <= n;i++)
    {
        // ret = 1;
        for (j = 1;j <= i;j++)
        {
            ret *= j;
        }
        sum += ret;
    }
    printf("sum=%d\n",sum);
    return 0;
}

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如果我们输入3的话，那么输出应该是9，但结果是15。

那究竟是为什么，这时候需要我们去找我们的问题。

1.首先判断出问题出现的原因。初步确定问题可能的原因更好。

2.需要实际上手去进行调试。

3.调试的时候心里要有底。

实例1代码错在ret没有初始化。

5.2实例2

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 0;
    int arr[10] = { 0 };
    for (i = 0; i <= 12; i++)
    {
        arr[i] = 0;
        printf("Hello\n");
    }
    return 0;
}
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程序崩溃了

为什么呢？

因为越界访问了。

VC6.0h环境中间空了0个整型，

gcc环境中间空了1个整型，

VS2013 - 2019中间空了2个整型。

1.i 和 arr 是局部变量，放在栈区上的。

栈区内存使用习惯是先使用高地址空间，再使用低地址空间。

2.数组随着下标的增长地址是从低到高变化的。

6.如何写出好的(易于调试)代码?

6.1好的代码：

1.错误处理

2.团队统一

3.效率高

4.可读

5.足够短

6.注释

7.命名

8.格式

编程技巧：

1.使用assert

2.尽量使用const

3.养成良好编码风格

4.添加必要注释

5.避免编码陷阱

6.2示范

模拟实现库函数：strcpy

#include <stdio.h>
#include <assert.h>

char* MyStrcpy(char* destination,const char* source)  //返回的是目标空间的起始地址
{
    assert(destination != NULL);  //断言
    assert(source != NULL);
    char* ret = destination;
    while (*destination++ = *source++)
    {
        ;
    }
    return ret;  //返回目标空间的起始地址
}

int main()
{
    char arr1[] = "HHHHHello";
    char arr2[] = "World!";
    printf("%s\n", MyStrcpy(arr1, arr2));
    return 0;
}
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6.3const作用

#include <stdio.h>

void test1()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    int* p = &a;
    *p = 20;
    p = &b;
}

void test2()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    const int* p = &a;
    *p = 20;
    p = &b;
}

void test3()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    int* const p = &a;
    *p = 20;
    p = &b;
}

int main()
{
    //无const
    test1();

    //const在*左边
    test2();

    //const在*右边
    test3();
}
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总结：

const修饰指针变量时：

1.const如果在**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的方式所被改变。但指针变量本身的内容可变。

2.const如果在**右边，修饰的是指针变量本身，让指针变量的内容不能被修改，但指针指向的内容，可以通过指针来改变。

6.4 assert作用

char* MyStrcpy(char* destination,const char* source)  //返回的是目标空间的起始地址
{
    assert(destination != NULL);  //断言
    assert(source != NULL);
    char* ret = destination;
    while (*destination++ = *source++)
    {
        ;
    }
    return ret;  //返
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断言是一种除错机制，目的是为了开发者更容易发现自己的逻辑错误，且不影响程序实际的效率，确保程序的缺陷尽量在测试时被发现。

7.编程中常见的错误

7.1编译型错误

可以查看错误提示信息解决问题。凭经验就可以解决，偏简单。

7.2链接型错误

查看错误提示信息，找到错误信息中的标识符，然后定位问题在哪。一般来说是标识符命名错误或者压根不存在。

7.3运行时错误

要借助调试，逐步去定位问题，比较难搞。

练习：

题目名称：调整奇数偶数顺序

题目内容：调整数组使奇数全部都位于偶数前面。

输入一个整数数组，实现一个函数

来调整该数组中数字的顺序使得数组中的奇数位于数组的前半部分，所有偶数位于数组的后半部分。

#include <stdio.h>

void  Reorder(int arr[], int len)
{
    int left = 0;
    int right = len - 1;
    while (left < right)
    {
        while (left<right && arr[left] % 2 == 1)
        {
            left++;
        }
        while (left<right && arr[right] % 2 == 0)
        {
            right--;
        }
        if (left < right)
        {
            int tmp = 0;
            tmp = arr[left];
            arr[left] = arr[right];
            arr[right] = tmp;
        }
    }
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
}

int main()
{
    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    Reorder(arr, sz);
    return 0;
}

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上一章：C语言入门学习 — 7.结构体

配套练习：

C语言练习题110例(一)
C语言练习题110例(二）
C语言练习题110例(三)
C语言练习题110例(四)
C语言练习题110例(五)
C语言练习题110例(六)
C语言练习题110例(七)
C语言练习题110例(八)
C语言练习题110例(九)
C语言练习题110例(十)
C语言练习题110例(十一)