C语言--实用调试技巧

1. 什么是bug

        一个"bug"是指计算机程序或系统中的错误或缺陷。它可能导致程序无法按照预期的方式运行,产生意外的行为或错误的结果。

Bug可以出现在各种不同的情况下,例如:

1. 语法错误:这是最常见的错误类型,通常是由于拼写错误、缺少分号、括号不匹配等导致的。

2. 逻辑错误:这种错误发生在程序的逻辑流程中,导致程序在某些情况下无法正确处理数据或执行预期的操作。

3. 内存错误:当程序访问未分配的内存、释放已分配的内存或访问已释放的内存时,会发生内存错误。

4. 并发错误:当多个线程或进程同时访问共享资源时,可能会发生并发错误,如竞争条件、死锁等。

5. 算法错误:这种错误通常发生在程序中使用了错误的算法或数据结构,导致程序无法正确处理数据。

        为了解决bug,开发人员通常使用调试工具和技术来定位和修复错误。这可能包括使用断点、日志输出、代码审查等方法来跟踪程序的执行过程,并找到问题所在。修复bug通常需要对代码进行修改和重新测试,以确保问题得到解决并且不会引入新的错误。

 2. 调试是什么?有多重要?

所有发生的事情都一定有迹可循,如果问心无愧,就不需要掩盖也就没有迹象了,如果问心有愧,
就必然需要掩盖,那就一定会有迹象,迹象越多就越容易顺藤而上,这就是推理的途径
顺着这条途径顺流而下就是犯罪,逆流而上,就是真相。
一名优秀的程序员是一名出色的侦探。
每一次调试都是尝试破案的过程。

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

1.发现程序错误的存在
2.以隔离、消除等方式对错误进行定位
3.确定错误产生的原因
4.提出纠正错误的解决办法
5.对程序错误予以改正,重新测试

2.3 DebugRelease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。

 

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 需求--> 设计和开发 --> 测试 --> 产品验收 -->发布

测试人员测试的是发布版本。

接下来我们来看一段代码:

#include <stdio.h>

int main() {

    int arr[5];
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        arr[i] = -1;
    }

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }

    return 0;
}

 我们可以很明显的看到两者大小的差别,原因就是Debug版本没做优化,Release做了优化。

总结:

Debug版本和Release版本是指在软件开发过程中不同的构建方式,它们之间有以下区别:

1. 编译器优化:在Debug版本中,编译器通常不会进行优化,以便在调试程序时更容易进行调试,而在Release版本中,编译器会进行各种优化,以提高程序的运行效率。

2. 调试信息:在Debug版本中,编译器会包含大量的调试信息,例如变量名、函数名、行号等,以便在调试程序时更容易进行调试,而在Release版本中,编译器通常会删除这些调试信息,以减小程序的大小和提高运行效率。

3. 错误检查:在Debug版本中,编译器会进行各种错误检查,例如数组越界、空指针等,以便在调试程序时更容易发现错误,而在Release版本中,编译器通常会删除这些错误检查,以提高程序的运行效率。

4. 性能:由于Debug版本中包含了大量的调试信息和错误检查,因此它通常比Release版本运行得更慢,而Release版本则通常会更快。

总的来说,Debug版本和Release版本的主要区别在于调试信息、错误检查和编译器优化等方面。在开发过程中,我们通常使用Debug版本进行调试和测试,而在发布产品时,我们使用Release版本以提高程序的运行效率和减小程序的大小。

3. Windows环境调试介绍

3.1 调试环境的准备

 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

最常使用的几个快捷键:

F5:启动调试,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。
(一般情况下F5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(这是最长用的)。
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。

 值得一提的是我们在使用F9时可以设置条件断点:

        条件断点是一种在调试过程中设置的断点,它只在满足特定条件时触发断点。通过使用条件断点,可以更精确地控制程序的执行流程,并在特定条件下停止程序以进行调试。

        程序执行到设置了条件的断点位置时,调试器会评估条件表达式。如果条件为真,则断点会触发,程序会暂停执行,让您进行调试。如果条件为假,则程序会继续正常执行,而不会触发断点。

        条件断点对于在特定条件下进行调试非常有用,例如当某个变量的值达到特定阈值时、特定条件是否满足等。它们可以帮助您更有效地调试和定位问题。

条件断点的设置 

 

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

在调试开始之后,用于观察变量的值。
设置断点, 按F10后-- 

3.3.2 查看内存信息

在调试开始之后,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处的位置。

3.3.4 查看汇编信息

 在调试开始之后,有两种方式转到汇编:

(1)第一种方式:右击鼠标,选择【转到反汇编】:

 

 2)第二种方式:可以切换到汇编代码。

 3.3.5 查看寄存器信息

 4.多多动手,尝试调试,才能有进步

5. 一些调试的实例

 5.1 实例一

实现代码:求1!+2!+3!+……+n! ;不考虑溢出。

int main() {
int i = 0;
int sum = 0;//保存最终结果 
int n = 0;
int ret = 1;//保存n的阶乘 
scanf("%d", &n); 
for(i=1; i<=n; i++)
{
   int j = 0;
   for(j=1; j<=i; j++)
        {
          ret *= j; 
        }
   sum += ret; 
}
    printf("%d\n", sum);
    return 0; 
}

         很明显,出现错了!

        通过调试发现,在计算3的阶乘时,结果应该为6,但这里却是12。我们可以联想到原因应该是开始循环时没对ret初始化,导致ret本身是有值的。

        初始化ret后,结果果然正确了!

5.2 实例二

#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; 
}

        运行后死循环打印hehe ,为什么呢?

 

 

        通过调试后我们发现,当数组越界后,程序仍在运行,最后i=12的时候,arr[12] = 0,此时i也为0了,通过查看arr[12]和i的地址发现两者地址相同,arr[12]为0,i也会为0,这就导致了程序循环往复下去。

底层逻辑: 

 

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