C语言第十三弹---VS使用调试技巧

简介: C语言第十三弹---VS使用调试技巧



1、什么是bug

bug本意是“昆虫”或“虫子”,现在⼀般是指在电脑系统或程序中,隐藏着的⼀些未被发现的缺陷或问题,简称程序漏洞。

“Bug” 的创始人格蕾丝·赫柏(Grace Murray Hopper),她是⼀位为美国海军工作的电脑专家,

1947年9⽉9⽇,格蕾丝·赫柏对Harvard Mark II设置好17000个继电器进行编程后,技术⼈员正在进行整机运行时,它突然停止了⼯作。于是他们爬上去找原因,发现这台巨大的计算机内部⼀组继电器的 触点之间有⼀只飞蛾,这显然是由于飞蛾受光和热的吸引,飞到了触点上,然后被高电压击死。所以 在报告中,赫柏用胶条贴上飞蛾,并把“bug”来表示“⼀个在电脑程序里的错误”,“Bug”这个说法⼀直沿用到今天。

2、什么是调试(debug)?

当我们发现程序中存在的问题的时候,那下⼀步就是找到问题,并修复问题。

这个找问题的过程叫称为调试,英文叫debug(消灭bug)的意思。

调试⼀个程序,首先是承认出现了问题,然后通过各种手段去定位问题的位置,可能是逐过程的调

试,也可能是隔离和屏蔽代码的方式,找到问题所的位置,然后确定错误产⽣的原因,再修复代码, 重新测试。

3、Debug和Release

在VS上编写代码的时候,就能看到有 debug 和 release 两个选项,分别是什么意思呢?

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;

程序员在写代码的时候,需要经常性的调试代码,就将这里设置为 debug ,这样编译产⽣的是 debug 版本的可执⾏程序,其中包含调试信息,是可以直接调试的。

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。当程序员写完代码,测试人员再对程序进行测试,直到程序的质量符合交付给用户使用的标准,这个时候就会设置为 release ,编译产生的就是 release 版本的可执行程序,这个 版本是用户使用的,无需包含调试信息等。

对比可以看到从同⼀段代码,编译生成的可行文件的大小,release版本明显要小,而debug版本明明显大。

4、VS调试快捷键

那程序员怎么调试代码呢?

4.1、环境准备

首先是环境的准备,需要⼀个支持调试的开发环境,推荐使用VS,应该把VS上设置为Debug,如下图

4.2、调试快捷键

调试最常使用的几个快捷键:

F9:创建断点和取消断点

断点的作用是可以在程序的任意位置设置断点,打上断点就可以使得程序执行到想要的位置暂定执行,接下来我们就可以使用F10,F11这些快捷键,观察代码的执行细节。

条件断点:满足这个条件,才触发断点。

F5:启动调试,经常用来直接跳到下⼀个断点处,⼀般是和F9配合使用。

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。在函数调用的地方,想进入函数观察细节,必须使用F11,如果使用F10,直接完成函数调用。

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。

注:如果是笔记本没有外接键盘需要加Fn键。如果Fn键是亮灯的则只需点击一次,之后就可以用这些快捷键,如果不是亮灯的就需要同时按。

VS更多快捷键了解: VS快捷键

5、监视和内存观察

在调试的过程中我们,如果要观察代码执行过程中,上下文环境中的变量的值,有哪些方法呢?

这些观察的前提条件⼀定是开始调试后观察,比如:

#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
int num = 100;
char c = 'w';
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
arr[i] = i;
}
return 0;
}

5.1、监视

开始调试后,在菜单栏中【调试】->【窗口】->【监视】,打开任意⼀个监视窗⼝,输⼊想要观察的对象就⾏。

打开监视窗⼝:

在监视窗口中观察:

5.2、内存

如果监视窗口看的不够仔细,也是可以观察变量在内存中的存储情况,还是在【调试】->【窗口】-> 【内存】

打开内存窗口:

在内存窗口中观察数据:

在打开内存窗口后,要在地址栏输⼊:arr,&num,&c,这类地址,就能观察到该地址处的数据。

除此之外,在调试的窗口中还有:自动窗口,局部变量,反汇编、寄存器等窗口,自行验证使用⼀

下。

6、调试举例1

求 1!+2!+3!+4!+...10! 的和,请看下面的代码:

#include <stdio.h>
//写⼀个代码求n的阶乘
int main()
{
 int n = 0;
 scanf("%d", &n);
 int i = 1;
 int ret = 1;
 for(i=1; i<=n; i++)
 {
 ret *= i;
 }
 printf("%d\n", ret);
 return 0;
}
//如果n分别是1,2,3,4,5...10,求出每个数的阶乘,再求和就好了
//在上⾯的代码上改造
int main()
{
 int n = 0;
 int i = 1;
 int sum = 0;
 int ret=1;
 for(n=1; n<=10; n++)
 {
 for(i=1; i<=n; i++)
 {
 ret *= i;
 }
 sum += ret;
 }
 printf("%d\n", sum);
 return 0;
}
//运⾏结果应该是错的?

调试找⼀下问题。

此处调试是动态画面不太好截图,博主的方式是在44行打断点,进行调试sum和ret,在此可以知道ret在计算完一次阶层之后数值没变,导致不能正确计算每个阶层的值。解决办法是在第二个循环之前将ret置为1才是正确答案。(计算一个阶层的值需要将ret置为1)

#include<stdio.h>
int main()
{
  int n = 0;
  int i = 1;
  int sum = 0;
  int ret = 1;
  for (n = 1; n <= 10; n++)
  {
    ret = 1;
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
      ret *= i;
    }
    sum += ret;
  }
  printf("%d\n", sum);
  return 0;
}

7、调试举例2

在VS2022、X86、Debug 的环境下,编译器不做任何优化的话,下面代码执行的结果是啥?

#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;
}

程序运行,死循环了,调试看看为什么?

调试可以上面程序的内存布局如下:

1. 栈区内存的使用习惯是从高地址向低地址使用的,所以变量i的地址是较大的。arr数组的地址整体是小于i的地址。

2. 数组在内存中的存放是:随着下标 的增长,地址是由低到高变化的。 所以根据代码,就能理解为什么是左边的代码布局了。 如果是左边的内存布局,那随着数组下标的增长,往后越界就有可能覆盖到i,这样就可能造成死循环的。

这里肯定有uu有疑问:为什么 i 和arr数组之间恰好空出来2个整型的空间呢?这里确实是巧合,在不同的编译器下可能中间的空出的空间大小是不⼀样的,代码中这些变量内存的分配和地址分配是编译器指定的,所以不同的编译器之间就有差异了。所以这个题目是和环境相关的。

8、编程常见错误归类

8.1、编译型错误

编译型错误⼀般都是语法错误,这类错误⼀般看错误信息就能找到⼀些蛛丝马迹的,双击错误信息也能初步的跳转到代码错误的地方或者附近。编译错误,随着语言的熟练掌握,会越来越少,也容易解决。

8.2、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。⼀般是因为

• 标识符名不存在

• 拼写错误

• 头文件没包含

• 引用的库不存在

8.3、运行时错误

运行时错误,是千变万化的,需要借助调试,逐步定位问题,调试解决的是运⾏时问题。

总结

本篇博客就结束啦,谢谢大家的观看,如果公主少年们有好的建议可以留言喔,谢谢大家啦!

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