编程最重要的技术之一 — 调试(以C语言代码为例)

简介: 编程最重要的技术之一 — 调试(以C语言代码为例)

前言

调试在软件开发中具有非常重要的意义和作用,是开发过程中不可或缺的一环,是对程序进行分析、排查错误和修正错误的过程。在实际开发过程中,调试可以帮助开发者发现程序中的潜在问题,提高代码的质量。同时调试,可以让开发者深入了解程序的运行机制,提高编程技能和经验等等。总而言之,调试是编程中最重要的技术之一。本文将基于C语言代码,详细介绍调试种类和用途。

1. 什么是bug?

在C语言的发展过程中,第一次被发现导致计算机错误的一只飞蛾,也就是的一个计算机程序错误。并将程序错误取名为bug。

2. 调试是什么?有多重要?

2.1 调试是什么?

调试:(Debugging/Debug),又称除错,是发现和减少计算机程序和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
  • 对程序错误给予改正,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算速度都是最优的,以便用户更好的使用。

所以我们所说的调试就是在Debug的版本环境中,找代码中潜在问题的一个过程!

那编译器进行那些优化呢?

我们来看下面这段代码:

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

Debug版本运行结果:

Release版本运行接过:

在同一段代码中,我们发现在Debug版本下程序死循环,而在Release版本下程序打印13个hehe便结束——这就是优化导致的!

3. Windows环境调试介绍

3.1 调试环境准备

  • 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

想知道更多快捷键?点我!

3.3 调试的时候查看程序当前信息

3.3.1 查看临时变量的值

  • 在调试之后,用于观察变量的值!

3.3 2查看内存信息

  • 在调试后,用于观察内存信息!

3.3.3 查看调用堆栈

  • 通过调用堆栈,可以清晰的反应函数的调用关系以及当前调用所在的位置!

3.3.4 查看汇编信息

在调试之后,有两种方式可以转到反汇编

(1)第一种方式:右击鼠标,选择(转到反汇编)

(2)第二种方法

4. 多多动手,尝试调试,才能有进步。

  • 一定要熟悉掌握调试技巧。
  • 初学者可能80%的时间在写代码,20%的时间在调试。但每一个程序员可能20%的时间在写程序,但是80%得时间在调试。
  • 多多使用快捷键,提高效率。

5. 如何写出好(易于调试)的代码

5.1 优秀代码

  1. 代码运行正常、bug很少。
  2. 效率高、可读性高、可维护性高。
  3. 注释清晰、文档齐全。

常见的coding技巧

1. 使用assert

2. 尽量使用const

3. 养成良好的编程风格

4. 添加必要的注释

5. 避免编程的陷阱

5.2 assert的使用

我们来看下面这段代码:

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* My_strcpy(char* dest, const char* src)
{
  //断言
  //由于我们不希望两个指针变量为空指针
  //所以我们可以断言两个指针变量不为空指针
  //当程序编译时,如果其中之一出现空指针,程序会报错,并且快速准确找到错误位置
  assert(dest != NULL);//断言dest不是空指针
  assert(src != NULL);//断言src不是空指针
  while (*src != '\0')
  {
    *dest = *src;
    dest++;
    src++;
  }
  *dest = *src;//  '\0'拷贝
}
int main()
{
  char arr1[] = "hello world";
  char arr2[20] = "xxxxxxxxxxxx";
  //封装一个strcpy功能的函数My_strcpy函数
  printf("%s\n", My_strcpy(arr2, arr1));
  return 0;
}
  • 在面试时,如果可以正确使用到assert。恭喜你,将得到面试官好感。

5.2 const 的作用

我们在来看这段代码:

#include <stdio.h>
//代码1
void test1()
{
  int n = 10;
  int m = 20;
  int* p = &m;
  *p = 20;//ok?
  p = &m;//ok?
}
//代码2
void test2()
{
  int n = 10;
  int m = 20;
  const int* p = &m;
  *p = 20;//ok?
  p = &m;//ok?
}
//代码3
void test1()
{
  int n = 10;
  int m = 20;
  int* const  p = &m;
  *p = 20;//ok?
  p = &m;//ok?
}
int main()
{
  //测试无const代码
  test1();
  //测试const放在*的左边
  test2();
  //测试const放在*的右边
  test3();
  return 0;
}

运行上述代码,我们其实可以发现代码2编译器会报错,为什么呢?

const修饰指针变量的时候:

  • 1. const如果放在*的左边,修饰的是指针所指向的内容,保证指针所指向的内容不能通过指针来改变。而指针变量本身是可以改变的。
  • 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过被修改。但指针变量所指向的内容可以被修改。

6. 编译常见的错误

6.1 编译型错误

直接看错误提示信息(双击),解决问题。或者凭经验就可以确定。相对来说简单。

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。

6.3 运行时错误

借助调试,逐步定位问题。最难搞。

温馨提示:

  • 做个有心人,积累排错经验。

7. 结尾

本篇文章到此就结束了。如果对你有帮助,记得三连哦!感谢您的支持!!


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