【C语言初阶】掌握C语言调试技巧，迈向高效编程的阶梯

news2024/11/15 23:41:39

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❀C语言调试技巧

📒1. bug，调试
- 🎈bug
- 🎩调试
📙2. Windows环境调试介绍
- 🌞调试环境的准备
- 🌙学会快捷键
- ⭐调试的时候查看程序当前信息
📚3. 调试的实例
📜4. 如何写出好的代码
- 🍁const的作用
📝5. 编程常见的错误
- 🌄编译型错误
- 🏞️链接型错误
- ⛰️运行时错误
📖6. 总结

前言：在C语言的编程世界中，编写出能够正确运行且高效执行的代码是每一位程序员的追求。然而，在复杂的逻辑和多变的环境中，代码错误和性能瓶颈几乎是不可避免的。这时，掌握实用的调试技巧就显得尤为重要。调试不仅是查找和修复错误的过程，更是深入理解程序运行机制和优化代码性能的关键途径

对于C语言的学习者来说，调试往往是一个既具挑战性又充满机遇的领域。它要求我们不仅要熟悉C语言的语法和特性，还要掌握一系列高效的调试工具和技巧。从简单的打印语句到复杂的调试器使用，从静态代码分析到动态性能监测，每一步都蕴含着提升编程能力的机会

本文旨在为广大C语言学习者提供一套实用的调试技巧指南。我们将从调试的基本概念讲起，逐步深入到各种调试工具的使用方法和实战技巧

让我们一起迈向高效编程的阶梯，探索其中的无限可能和精彩世界！

📒1. bug，调试

🎈bug

Bug一词在计算机科学和软件开发领域中被广泛使用，它通常指的是计算机系统或程序中存在的错误、缺陷或问题。这些错误或缺陷可能导致程序运行异常、输出错误的结果、产生其他异常行为，甚至导致数据损坏或系统崩溃

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Bug的来源：Bug一词的起源可以追溯到早期计算机发展的历史。据传，在1947年，美国海军的一位工程师Grace Hopper在修复一台计算机时，发现了一只小昆虫（可能是飞蛾）卡在了继电器里面，导致计算机出现了错误。这个问题最终被称为“bug”，而这个词也逐渐被用来描述计算机程序中的错误或缺陷

🎩调试

调试（Debug）是一个在计算机编程和工程领域中至关重要的过程，它涉及识别、隔离和纠正计算机程序或电子仪器设备中的错误或缺陷

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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
对程序错误予以改正，重新测试

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行速度上都是最优的，以便用户很好地使用

int main()
{
	char* p = "hello world.";
	printf("%s\n", p);
	return 0;
}

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在Debug版本下，我们会加入一些可以让代码调试的因素，所以我们说调试就是在Debug版本的环境中，找代码中潜伏的问题的一个过程

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

如果是 debug 模式去编译，程序的结果是死循环
如果是 release 模式去编译，程序没有死循环

它们之间的区别就是因为优化导致的

📙2. Windows环境调试介绍

🌞调试环境的准备

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在环境中选择 debug 选项，才能使代码正常调试

🌙学会快捷键

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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。

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

⭐调试的时候查看程序当前信息

查看临时变量的值

在调试开始之后，用于观察变量的值

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查看内存信息

在调试开始之后，用于观察内存信息

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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

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查看汇编信息
在调试开始之后，有两种方式转到汇编：

第一种方式：右击鼠标，选择【转到反汇编】
第二种方式：通过调试选项

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查看寄存器信息

可以查看当前运行环境的寄存器的使用信息

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注意：

一定要熟练掌握调试技巧
初学者可能80%的时间在写代码，20%的时间在调试。但是一个程序员可能20%的时间在写程序，但是80%的时间在调试
我们所讲的都是一些简单的调试。以后可能会出现很复杂调试场景：多线程程序的调试等
多多使用快捷键，提升效率

📚3. 调试的实例

代码示例 (C语言)：

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

通过运行我们知道程序死循环，但是并不知道为什么会导致死循环，因此我们进行调试可以发现，arr[12]之后i再++后的和arr[0]地址相同，从新回到了起点，从新开始+

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📜4. 如何写出好的代码

代码运行正常
bug很少
效率高
可读性高
可维护性高
注释清晰
文档齐全

常见的coding技巧：

使用assert
尽量使用const
养成良好的编码风格
添加必要的注释
避免编码的陷阱

🍁const的作用

//代码1
void test1()
{
	int n = 10;
	int m = 20;
	int* p = &n;
	*p = 20;//ok?
	p = &m; //ok?
}
void test2()
{
	//代码2
	int n = 10;
	int m = 20;
	const int* p = &n;
	*p = 20;//ok?
	p = &m; //ok?
}
void test3()
{
	int n = 10;
	int m = 20;
	int* const p = &n;
	*p = 20; //ok?
	p = &m; //ok?
}
int main()
{
	//测试无cosnt的
	test1();
	//测试const放在*的左边
	test2();
	//测试const放在*的右边
	test3();
	return 0;
}