实用调试技巧

简介: 实用调试技巧

一 什么是bug?

bug在英文中是小虫、臭虫的意思。 第一次被发现导致计算机发生错误的飞蛾,也是第一个计算机程序错误。

二 调试是什么?有多重要?

当我们的代码出现bug的时候,我们要学会调试,调试会帮助我们找到错误的代码,可见其重要性。

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

2.3 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。(release版本不能调试,Debug版本可以调试)

电脑:按f10 进行调试 笔记本电脑:fn+f10 进行调试 fn叫辅助功键

Release版本要比Debug版本占用的内存要小,因为Debug版本中包含调试信息而且还没有进行优化。

三 Windows环境调试介绍

3.1 调试环境的介绍

在环境中选择Debug选项,才能使代码正常调试。

3.2 学会快捷键

F5

f5没有断点时直接调试完成

开始调试,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。(程序执行到断点处就会主动停下来)

f9和f5一般配合使用,先按f9,再按f5,那么代码就会直接来到红点所对应的那一行,如果是循环的话,按f5,会再次来到红点所对应的那一行,一直到循环结束,按一次,调试走一次,一直到调试完成。(f5虽然是开始调试,但是可以直接到达断点,f5向后执行代码,到下一个逻辑上的断点)

出现红色的点之后,右击红色的点,会出现条件,然后设置条件,会直接到达需要仔细观察的地方

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调用的函数内部(这是最常用的)。

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。

3.3 调试的时候查看程序的当前信息

3.3.1 查看临时变量的值

在调试开始之后,用于观察变量的值。

f10->调试->窗口->监视  (监视1、2、3、4 都是一样的。没有区别)  

f10->调试->窗口->局部变量

3.3.2 查看内存信息

在开始调试之后,用于观察内存信息

f10->调试->窗口->内存(内存1、2、3、4 也都是一样的)

3.3.3 查看调用堆栈

f10->调试->窗口->调用堆栈(可以看出哪一个函数调用哪一个函数)

3.3.4 查看汇编信息

(1)f10->调试->窗口->反汇编 (2)右键->转到反汇编

3.3.5 查看寄存器信息

f10->调试->窗口->寄存器

四 一些调试的实例

代码展示:

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.  int i = 0;
5.  int arr[10] = { 0 };
6.  for (i = 0; i <= 12; i++)
7.  {
8.    arr[i] = 0;
9.    printf("liu");
10.   }
11.   return 0;
12. }

调试结果:死循环打印 liu

编译器会报错:索引“12”超出了“0”至“9”的有效范围(对于可能在堆栈中分配的缓冲区“arr”)

代码理解:这个代码在vs编译器里仍然可以调试,在我们调试的过程中,发现越界访问arr[12],正好是i所在的地址,在for循环里面,把arr[12]的值改成0,就相当于把i的值改成0,所以这个代码会出现

(1)i和arr是局部变量,局部变量是放在栈上的,栈区上的使用习惯是,先使用高地址处的地址,再使用低地址处的地址。 数组随着下标的增长,地址是从高到低变化。( 上面这个代码是故意为之的)

(2)如果i和arr之间的空间合适的话(这个根据编译器的不同,中间的空间也会有所不同),就有可能会使arr越界访问到i,造成循环变量i的改变,造成死循环。

五 如何写出好(易与调试)的代码

5.1 优秀的代码

1. 代码运行正常

2. bug很少

3. 效率高

4. 可读性高

5. 可维护性高

6. 注释清晰

7. 文档齐全

常见的coding技巧:

1. 使用assert

2. 尽量使用const

3. 养成良好的编码风格

4. 添加必要的注释

5. 避免编码的陷阱

5.2 示范

模拟实现库函数:strcpy (string copy) (字符串拷贝)

(1)strcpy 库函数效果

代码展示:

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.  char arr1[20] = { 0 };
5.  char arr2[] = "hello";
6.  strcpy(arr1, arr2);
7.  printf("%s", arr1);
8.  return 0;
9. }

strcpy(a,b)是把b拷贝到a里面

(2)模拟实现strcpy

代码1展示:

1. #include <stdio.h>
2. void my_strcpy(char* a, char* b)
3. {
4.  while (*b != '\0')
5.  {
6.    *a = *b;
7.    a++;
8.    b++;
9.  }
10.   *a = *b;
11. }
12. 
13. int main()
14. {
15.   char arr1[20] = { 0 };
16.   char arr2[] = "hello";
17.   my_strcpy(arr1, arr2);
18.   printf("%s", arr1);
19.   return 0;
20. }

但是,这个代码并不是最优的代码。

代码2展示:

知识点:assert (断言),头文件是<assert.h> ,在下面下的函数里面,断言不是空指针,assert(a != UNLL),如果a是空指针的话,就会报错,如果不是空指针的话就会正常运行。assert(a)也可以,两个的话assert(a && b)

报错代码展示:

1. #include <stdio.h>
2. #include <assert.h>
3. void my_strcpy(char* a, char* b)
4. {
5.  assert(a != NULL);
6.  assert(b != NULL);
7.  while (*b != '\0')
8.  {
9.    *a = *b;
10.     a++;
11.     b++;
12.   }
13.   *a = *b;
14. }
15. 
16. int main()
17. {
18.   char arr1[20] = { 0 };
19.   char arr2[] = "hello";
20.   my_strcpy(NULL, arr2);
21.   printf("%s", arr1);
22.   return 0;
23. }

正常代码展示:

1. #include <stdio.h>
2. #include <assert.h>
3. void my_strcpy(char* a, char* b)
4. {
5.  assert(a != NULL);
6.  assert(b != NULL);
7.  while (*b != '\0')
8.  {
9.    *a = *b;
10.     a++;
11.     b++;
12.   }
13.   *a = *b;
14. }
15. 
16. int main()
17. {
18.   char arr1[20] = { 0 };
19.   char arr2[] = "hello";
20.   my_strcpy(arr1, arr2);
21.   printf("%s", arr1);
22.   return 0;
23. }

代码3展示:

'\0'的ASCII代码为0.

1. #include <stdio.h>
2. #include <assert.h>
3. void my_strcpy(char* a, char* b)
4. {
5.  assert(a && b);
6.  while (*a++ = *b++)
7.  {
8.         ;
9.  }
10. }
11. 
12. int main()
13. {
14.   char arr1[20] = { 0 };
15.   char arr2[] = "hello";
16.   my_strcpy(arr1, arr2);
17.   printf("%s", arr1);
18.   return 0;
19. }

不用前置++的原因是,前置++ 的话,第一个字母,就无法拷贝,前置++,什么都没有打印的原因是,char是字符类型,0对应的ASCII值是'\0',打印的结果 是字符串,字符串遇见'\0'又是停止,所以什么也没有打印。

代码4展示:

1. #include <stdio.h>
2. #include <assert.h>
3. char* my_strcpy(char* a, char* b)
4. {
5.  assert(a && b);
6.  char* ret = a;
7.  while (*a++ = *b++)
8.  {
9.    ;
10.   }
11.   return ret;
12. }
13. 
14. int main()
15. {
16.   char arr1[20] = { 0 };
17.   char arr2[] = "hello";
18.   /*my_strcpy(arr1, arr2);
19.   printf("%s", arr1);*/
20.   printf("%s\n", my_strcpy(arr1, arr2));//函数的链式访问
21.   return 0;
22. }

这个是为了与strcpy更加像。

代码5展示:

为了避免出现把*a++ = *b++,这两个数写反,引入const这个常量,可以避免指针变量指向的内容被修改,如果出现错误,那么这个代码就无法运行起来,就会更简单的检查出代码的bug.

1. #include <stdio.h>
2. #include <assert.h>
3. char* my_strcpy(char* a, const char* b)
4. {
5.  assert(a && b);
6.  char* ret = a;
7.  while (*a++ = *b++)
8.  {
9.    ;
10.   }
11.   return ret;
12. }
13. 
14. int main()
15. {
16.   char arr1[20] = { 0 };
17.   char arr2[] = "hello";
18.   /*my_strcpy(arr1, arr2);
19.   printf("%s", arr1);*/
20.   printf("%s\n", my_strcpy(arr1, arr2));//函数的链式访问
21.   return 0;
22. }

(3)模拟实现strlen

代码展示:

1. #include <stdio.h>
2. #include <assert.h>
3. int my_strlen(const char* m)
4. {
5.  assert(m != NULL);
6.  int n = 0;
7.  while (*m != '\0')
8.  {
9.    n++;
10.     m++;
11.   }
12.   return n;
13. }
14. int main()
15. {
16.   char arr[] = "abcdef";
17.   int len = 0;
18.   len = my_strlen(arr);
19.   printf("%d", len);
20.   return 0;
21. }

(1)有assert (2)有注意指针是否为空指针

5.3 const的作用

const可以修饰变量,也就是在我初识C语言(1)中讲的const修饰的常变量(感兴趣的友友们可以浅看一下下) 。

const也可以修饰指针变量,const修饰指针变量的时候:

1. const 如果放在 * 的左边,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来改

变。但是指针变量本身的内容可变。

2. const 如果放在 * 的右边,修饰的是指针变量本身,保证了指针变量的内容不能修改,但是指

针指向的内容,可以通过指针改变。

3.const即在*左边又在*右边,那么指针变量本身和指针指向的内容都不能够改变。

代码1展示:

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.  const int a = 10;//
5.  //a = 20;//这里a的值不能改变为20.
6.  int* pa = &a;
7.  *pa = 20;
8.  printf("%d", a);
9.  return 0;//本来a的值是不能改变的,但是通过取地址就可以,但是这是一种违规操作。
10. }

为了用取地址的方法也不能改变a的值,加上了const,变成了const int* pa = &a.

代码2展示:

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.  const int a = 10;//
5.  //a = 20;//这里a的值不能改变为20.
6.  int b = 20;
7.  const int* pa = &a;//const在这里修饰的是指针指向的内容*pa,,指针指向的内容不能通过指针来改变
8.  // 但是可以改变pa的内容,pa本来存放的是a地址,现在也可以改变为存放b的地址。
9.  printf("%d", a);
10.   return 0;
11. }

代码展示:

1. #include <stdio.h>
2. int main()
3. {
4.  const int a = 10;
5.  int* const pa = &a;//const在这里修饰的是指针本身pa,,指针本身的内容不能改变,但是指针指向的内容可以改变
6.  *pa = 20;
7.  printf("%d", a);
8.  return 0;
9. }

const int a = 10,这个代码a通过指针是可以改变的。

六 常见的编程错误

6.1 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的,相对来说简单。

最常见的,都是语法问题导致的。

6.2 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。一般是标识符名不存在或者拼写错误。

双击后,无法显示错误发生在哪里。要仔细排查。

(1)1个无法解析的外部命令  (这就叫连接错误)

        无法解析的外部命令_某某

解决办法:在代码中搜某某,就可以,然后改正          Ctrl+f 搜索框

链接错误发生的原因,要么不存在,要么是名字写错。

6.3 运行时错误

借助协调,逐步定位问题。最难搞。(逻辑错误,想法出错)

温馨提示:

建一个文档,积累排错经验。

调试技巧及到此结束了,希望给友友们带来帮助。

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