一.什么是bug
- bug本意是“昆⾍”或“⾍⼦”,现在⼀般是指在电脑系统或程序中,隐藏着的⼀些未被发现的缺陷或问题,简称程序漏洞。
- “Bug” 的创始⼈格蕾丝·赫柏(Grace Murray Hopper),她是⼀位为美国海军⼯作的电脑专家, 1947年9⽉9⽇,格蕾丝·赫柏对Harvard Mark II设置好17000个继电器进⾏编程后,技术⼈员正在进⾏整机运⾏时,它突然停⽌了⼯作。于是他们爬上去找原因,发现这台巨⼤的计算机内部⼀组继电器的触点之间有⼀只⻜蛾,这显然是由于⻜蛾受光和热的吸引,⻜到了触点上,然后被⾼电压击死。所以在报告中,赫柏⽤胶条贴上⻜蛾,并把“bug”来表⽰“⼀个在电脑程序⾥的错误”,“Bug”这个说法⼀直沿⽤到今天。
二.什么是调试(debug)
当我们发现程序中存在的问题的时候,那下⼀步就是找到问题,并修复问题。 这个找问题的过程叫称为调试,英文叫debug(消灭bug)的意思。 调试⼀个程序,⾸先是承认出现了问题,然后通过各种⼿段去定位问题的位置,可能是逐过程的调试,也可能是隔离和屏蔽代码的⽅式,找到问题所的位置,然后确定错误产⽣的原因,再修复代码, 重新测试。
三.Debug和Release
- 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; 程序员在写代码的时候,需要经常性的调试代码,就将这⾥设置为 debug ,这样编译产⽣的是 debug 版本的可执⾏程序,其中包含调试信息,是可以直接调试的。
- 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, 以便⽤⼾很好地使⽤。当程序员写完代码,测试再对程序进⾏测试,直到程序的质量符合交付给⽤⼾ 使⽤的标准,这个时候就会设置为 release ,编译产⽣的就是 release 版本的可执⾏程序,这个 版本是⽤⼾使⽤的,⽆需包含调试信息等。
- 对⽐可以看到从同⼀段代码,编译⽣成的可执⾏⽂件的⼤⼩,release版本明显要小,⽽debug版本明显大。
四.VS调试快捷键
1.环境准备
首先是环境的准备,需要⼀个⽀持调试的开发环境,我们使⽤VS,应该把VS上设置为Debug,如图:
2.调试快捷键
F9:创建断点和取消断点
断点的作⽤是可以在程序的任意位置设置断点,打上断点就可以使得程序执⾏到想要的位置暂定执
⾏,接下来我们就可以使⽤F10,F11这些快捷键,观察代码的执⾏细节。
条件断点:满⾜这个条件,才触发断点
F5:启动调试,经常⽤来直接跳
到下⼀个断点处,⼀般是 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。在函数调用的地方,想进⼊函数观察细节,必须使⽤F11,如果使⽤F10,直接完成函数调用。
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。
VS更多快捷键了解:
http://blog.csdn.net/mrlisky/article/details/72622009
五.监视和内存观察
在调试的过程中我们,如果要观察代码执行过程中,上下文环境中的变量的值,有哪些方法呢?
这些观察的前提条件⼀定是开始调试后观察,⽐如:
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
int num = 100;
char c = 'w';
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
arr[i] = i;
}
return 0;
}
1.监视
开始调试后,在菜单栏中【调试】->【窗⼝】->【监视】(不调试没有监视窗口),打开任意⼀个监视窗⼝,输⼊想要观察的对象就行。 打开监视窗⼝:
在监视窗⼝中观察:
2.内存
如果监视窗⼝看的不够仔细,也是可以观察变量在内存中的存储情况,还是在【调试】->【窗⼝】->【内存】
打开内存窗⼝:
在内存窗⼝中观察数据:
在打开内存窗⼝后,要在地址栏输⼊:arr,&num,&c,这类地址,就能观察到该地址处的数据。
除此之外,在调试的窗⼝中还有:⾃动窗⼝,局部变量,反汇编、寄存器等窗⼝,⾃⾏验证使⽤⼀
下。
六.调试举例1
求 1!+2!+3!+4!+...10! 的和,请看下面的代码:
#include <stdio.h>
//写⼀个代码求n的阶乘
int main()
{
int n = 0;
scanf("%d", &n);
int i = 1;
int ret = 1;
for(i=1; i<=n; i++)
{
ret *= i;
}
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
//如果n分别是1,2,3,4,5...10,求出每个数的阶乘,再求和就好了
//在上⾯的代码上改造
int main()
{
int n = 0;
int i = 1;
int sum = 0;
for(n=1; n<=10; n++)
{
for(i=1; i<=n; i++)
{
ret *= i;
}
sum += ret;
}
printf("%d\n", sum
return 0;
}
//运⾏结果应该是错的? ret得恒为1,第二次为2
改进:
七.调试举例2——来自《C陷阱和缺陷》
在VS2022、X86、Debug 的环境下,编译器不做任何优化的话,下⾯代码执行的结果是啥?
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0; //局部变量,把arr[]放int之前,程序直接报错,arr[12]和i存放地址一样,i>13
int arr[10] = {0};
for(i=0; i<=12; i++)
{
arr[i] = 0;//越界了
printf("hehe\n");
}
return 0;
}
程序运⾏,死循环了,但Release环境下不会死循环(同样会越界)调试看看为什么?
调试可以上⾯程序的内存布局如下:
1.
栈区内存的使用习惯是从高地址向低地址使用的
,所以变量i的地址是较大的。arr数组的地址整体是小于i的地址。
2. 数组在内存中的存放是:随着下标的增长,地址是由低到⾼变化的。 所以根据代码,就能理解为什么是左边的代码布局了。 如果是左边的内存布局,那随着数组下标的增⻓,往后越界就有可能覆盖到i,这样就可能造成死循环的。
这⾥肯定有同学有疑问:为什么i和arr 数组之间恰好空出来2个整型的空间 呢?这⾥确实是巧合,在不同的编译器下可能中间的空出的空间⼤⼩是不⼀样的,代码中这些变量内存的分配和地址分配是编译器指定的,所以的不同的编译器之间就有差异了。所以这个题⽬是和环境相关的。
从这个理解我们能够体会到调试的重要性,只有调试才能观察到程序内部执⾏的细节,就像医⽣给病
⼈做B超,CT⼀样。
八.调试举例3:扫雷
如果⼀个代码稍微复杂,那怎么调试呢? 这⾥我们就上⼿调试⼀下扫雷的代码。
演⽰:
- 在函数内部打断点,快速跳转到函数
- 在数组传参,调试进⼊函数,如何在监视窗⼝观察数组的内容: 数组名,n 的形式
九.编程常见错误归类
1.编译型错误
编译型错误⼀般都是语法错误,这类错误⼀般看错误信息就能找到⼀些蛛丝⻢迹的,双击错误信息也能初步的跳转到代码错误的地⽅或者附近。编译错误,随着语⾔的熟练掌握,会越来越少,也易解决。
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。⼀般是因为
- 标识符名不存在
- 拼写错误
- 头文件没包含
- 引用的库不存在
3.运行时错误
运行时错误,是千变万化的,需要借助调试,逐步定位问题,调试解决的是运行时问题。