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！！