【C语言】调试技巧

一、什么是bug?

二、调试

1.一般调试的步骤

2.Debug 和 Release

三、调试环境准备

四、调试时要查看的信息

1.查看临时变量的值

2.查看内存信息

3.查看调用堆栈

4.查看反汇编信息

5.查看寄存器

五、练习

六、常见的coding技巧

七、const的作用

八、编程常见的错误

一、什么是bug?

我们平时会口头说 bug ,报错，waring(报警)等,bug 英文的意思是虫子，然而在计算机发展史上的第一只 Bug ，真的是因为一只飞蛾意外走入一电脑而引致故障，因此Bug从原意为臭虫引申为程序错误。

当我们

这个时候就需要我们的调试来开启新大陆

关于程序错误的参考资料

二、调试

平时敲代码，总会遇到与一些问题导致程序执行不过去，你可能在那一直盯着刚写完的代码看（心里想这到底哪里出错了，但是就是没有找打错误的原因），这时就需要我们平时了解到的调试来解决问题(起先使用可能不熟练，慢慢来)

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

1.一般调试的步骤

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.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。

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。

接下来调试下方代码

#include<stdio.h>
int main() 
{char* p = "hello word!";printf("%s\n",p);return 0;
}

在debug版本下（执行程序）文件名.exe 是几十KB

而在release版本下是几 KB(原因是代码大小和运行速度上都是最优的)

再看下方代码

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

在 vs2022 x86 debug 的环境下

该程序的【执行结果】无限循环打印 haha

而在release版本下

没有死循环打印了13行的haha

二者区别是因为：变量在内存中开辟的顺序发生了变化，影响到了程序执行的结果

三、调试环境准备

如果要对代码进行调试首先要准备好调试的环境

就是要在debug版本下，才能使代码正常调试

（点击开始调试）或者按F5

在这里介绍一些调试的快捷键

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
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）
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
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

其他快捷键

四、调试时要查看的信息

1.查看临时变量的值

在按调试后，观察变量的值

例如输入 i

一直按F11当 i 的值变为 11时 i值的变化（0-11）

2.查看内存信息

在内存窗口输入 &i(找到i 的内存地址)

3.查看调用堆栈

反映的是调用逻辑

4.查看反汇编信息

5.查看寄存器

五、练习

【例 1】

//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;
}

输入 1，输入2 和我们预想的结果一样，但当我们输入 3 的时候结果应该是 9 实际输出结果为：

打印的结果出错了

接着进行调试，当调试到 i= 2是正常的

调试到 j = 3 是 ret 应该是 6 ，但是发现 ret由4 变到 12

经果分析我们发现原来是ret 每次进入内层的for循环 ret 的值接着上次的执行结果继续算

这时我们在内层for循环上方加上 ret =1;

//实现代码：求 1！+2！+3！ ...+ n! ；不考虑溢出
#include<stdio.h>
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;ret = 1;//添加的代码for (j = 1; j <= i; j++){ret *= j;}sum += ret;}printf("%d\n", sum);return 0;
}

【例 2 】死循环的原因

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

调试后发现

六、常见的coding技巧

使用assert（断言，是一个宏，在release版本中会自动优化掉）
尽量使用const（下面会讲到用法）
养成良好的编码风格
添加必要的注释
避免编码的陷阱

【例】模拟实现库函数strcpy、

库函数strcpy

//模拟实现strcpy
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcpy(char *des,const char *src)
{assert(des != NULL);assert(src != NULL);//避免字符串为空char* temp = des;while (*des){*des = *src;des++;src++;}return (temp);
}
int main()
{char* str = "ab";char arr[20] = "xxxxxxxxxx";printf("%s\n",my_strcpy(arr,str));return 0;
}

优化

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcpy(char* des,const char *src) 
{assert(des != NULL);assert(src != NULL);char* temp = des;//用于返回首元素地址while (*temp++ = *src++);return des;
}
int main() 
{char *arr1 = "abcdef";char* arr2[20] = {0};printf("%s\n",my_strcpy(arr2,arr1));return 0;
}

七、const的作用

const 在 * 左边

int num =0;
int n = 0;
const int *p =&num; 
p = &n;  //ok
*p = 20; //error

const 在 * 右边

int n = 1000;
int num = 0;
int * const p = &num; //限制了指针变量本身
p = &n; //error
*p = 20;//ok

【小总结】

const 修饰指针变量的时候：

const放在 * 左边，修饰的是指针指向的内容，保证指针指向的内容不被修改。但是指针变量可以修改
const 放在* 右边，修饰的是指针变量本身，保证指针变量本身不被修改。但是可以修改指针指向的内容

练习：模拟实现strlen

//模拟实现strlen
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int my_strlen(const char* str) 
{assert(str != NULL);int count = 0;while (*str) {count++;str++;}return count;
}
int main() 
{char* str = "abcdefg";printf("%d\n",my_strlen(str));return 0;
}