本节书摘来自华章计算机《Effective Debugging：软件和系统调试的66个有效方法》一书中的第1章，第7节，作者［希］迪欧米迪斯·斯宾奈里斯（Diomidis Spinellis），爱飞翔 译，更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。
第7条：试着用多种工具构建软件，并将其放在不同的环境下执行
有时我们可以通过改变环境来锁定一些难以捕获的bug。例如，我们可以用另外一款编译器来构建这个软件，也可以切换到其他的运行时解释器、虚拟机、中间件、操作系统或CPU架构上。由于那些环境可能会更加严格地检查输入数据，或能通过其结构来凸现程序中的错误（参见第17条），因此可以帮助我们发现原来很难找到的一些bug。如果程序不够稳定、总是发生无法重现的崩溃问题，或移植起来不太顺利，那就应该试着把它放在另外一种环境下进行测试，这使得我们能够使用更为先进的调试工具，例如，一款图形界面很漂亮的调试器或dtrace等（参见第58条）。
在其他操作系统里面编译或运行软件，可以把我们对API的用法所做的错误假设暴露出来。例如，由于某些C及C++头文件声明了很多不一定会用到的实体，因此我们总是认为只要把这些头文件包含进来就够了，这可能导致我们忘记将另外一个必需的头文件包含进来，从而使客户遇到移植方面的问题。此外，某些API的实现方式在各种操作系统之间会有很大的区别，例如，Solaris、FreeBSD及GNU/Linux系统会采用不同的方式来实现C程序库，而桌面版与移动版的Windows API，目前也是基于不同的代码库来实现的。请注意，那些在底层采用C程序库和API的解释型语言也会受到影响，如JavaScript、Lua、Perl、Python或Ruby等。
对于C和C++这样较为接近硬件的语言来说，底层的处理器架构会对程序的行为造成影响。过去几十年间，Intel x86架构与ARM架构分别成为桌面市场与移动市场的主流，于是，那些在字节序上面（SPARC、PowerPC）或是在对空指针的解引用上面（VAX）偏离主流的架构，就变得不那么流行了。然而，x86架构与ARM架构在处理未对齐的内存访问及内存布局时依然有所区别。例如，如果在奇数内存地址处访问两字节的值，那么就有可能令某些ARM架构的CPU出错，或令CPU表现出非原子的（non-atomic）行为。在其他架构上面进行未对齐的内存访问，可能会严重影响程序的性能。此外，结构体的大小，以及其中各成员距离结构体开始处的偏移量，在这两种架构中也是有区别的，对于老版本的编译器来说，这种区别尤其突出。还有一个更为重要的问题在于：当你把代码从32位架构移植到64位架构，或是从一个操作系统移植到另一个操作系统的时候，长整数（long）及指针值等原始类型所占据的大小可能也会有所改变。下面这个程序可以显示出五种原始类型所占据的字节数。
在较为典型的几种环境之下，上述程序所给出的结果分别是：
由此可见，把软件放在其他架构或操作系统中运行，可以帮助我们对其进行调试，并检测出移植方面的问题。
对于移动平台来说，各种设备之间的差距要比桌面平台更大，它们不仅在操作系统的版本方面有所不同（大多数手机与平板厂商都会对原始的Android系统进行修改，并把改版后的系统安装在设备上），而且在硬件方面也有着相当大的区别，如屏幕分辨率、操作界面、内存及处理器等。这使得我们在开发移动软件时，更有必要将其放在各种不同的设备上进行调试，为此，很多移动app的开发团队都有许多种移动设备。
在其他执行环境中调试代码，主要有三种方式：
1.在工作站安装虚拟机软件，并且用虚拟机来运行各种不同的操作系统。这种办法还有一个好处，就是可以保留各种执行环境的原始镜像，我们对虚拟机进行配置时，是在这个原始镜像的基础之上进行修改的，如果有必要，我们可以把虚拟机恢复到原始状态。
2.使用小型的廉价计算机。如果你主要面对的是x86架构，但同时又想尝试ARM CPU，那么最简单的办法就是使用Raspberry Pi（树莓派）。这是一种基于ARM的微型设备，能够运行很多种流行的操作系统。它可以连接网线，或通过Wi-Fi上网。我们可以在这种设备上尝试GNU/Linux的开发环境，这对于主要在Windows或OS X系统上调试代码的人来说是很有帮助的。此外，如果你平常使用的是Windows系统，那么可以买一台Mac mini，这样就能够轻松地切换到OS X开发环境了。
3.租用基于云端的主机，并在上面运行你想使用的操作系统。
要想用各种不同的编译器与运行时环境来调试代码，我们固然可以安装新的操作系统或使用新的设备，但除此之外还有一种办法，那就是设法使自己这台工作计算机上面的开发环境变得更加丰富。这样，我们就可以看到由其他开发工具所给出的错误与警告信息，并且可以用那些工具对代码中的某些方面进行更为严格的检查，看看它们有没有遵从相关的规范。与使用静态分析工具（参见第51条）所带来的好处类似，同时使用多种编译器，可以使我们发现更多的问题，这其中既包括移植方面的问题，也包括逻辑方面的问题。例如，如果某一款编译器对代码检查得比较宽松，而另外一款编译器检查得比较严格，那么就可以揭示出移植方面的问题；如果某一款编译器不对某个逻辑问题发出警告，而另外一款编译器对此发出了警告，那么就可以揭示出逻辑方面的问题。只要是符合语法的代码，编译器基本上都可以把它编译成可执行的文件，但是它们有时不太能够检查出对编程语言的误用，例如，即便代码所引入的头文件里面声明了一些没有公开发布的元素，有些编译器也依然会直接编译通过，而不会指出相关的问题，为此，我们应该多用几种编译器进行编译，以便把这方面的问题暴露出来。为了使开发环境变得更加丰富，我们在调试软件的过程中，不仅要使用主流的工具，而且还要同时安装并使用一些替代产品。下面给出几条建议：
- 开发.NET Framework程序的时候，不仅要使用Microsoft的工具与环境，而且还要同时使用Mono。
- 用Ada、C、C++、Objective C或其他相关的语言来编写程序时，要同时使用LLVM与GCC这两种编译器。
- 开发Java程序时，要同时使用OpenJDK（或由Oracle公司基于相同的代码库所提供的JDK）及GNU Classpath这两种开发包。此外也要注意把程序放在一种以上的Java运行时环境里面执行。
- 开发Ruby程序时，不仅要使用作为参考实现的CRuby来进行开发，而且还要尝试其他VM，如JRuby、Rubinius及mruby。
还有一种更为大胆的做法，那就是把程序里面的一部分代码改用另外一种语言来重新实现。如果你要调试的是个比较麻烦的算法，那么这种做法就很有用处。最为典型的情况是：你起初用了一种较为低级的语言来实现这个算法，然后发现这种实现方式无法运作，于是，你考虑采用Python、R、Ruby、Haskell或Unix shell等更为高级的语言来重新实现它。在实现过程中，你应该使用这些语言所提供的高级特性，例如，可以对集合、管道与过滤器进行操作，并使用高阶函数（higher-order function）等，这样能够帮你实现出一个可以正常运作的算法。当你迅速查明算法的设计问题并将实现中的错误加以修复之后，如果觉得这种新的实现方式在性能上无法满足要求，那么可以回过头去，用原来的语言或某种较为接近CPU的语言，把算法再重新实现一遍，并采用各种对比式的技术进行调试（参见第5条），使其能够正常运作。
要点
- 用多种编译工具来构建软件，并将其放在各种平台中执行，可以给调试工作提供很多有价值的思路。
- 如果遇到了一个很难调试的算法，那么可以考虑改用高级语言将其重新实现一遍。
