编程最重要的技术之一 — 调试（以C语言代码为例）

news2024/12/24 10:28:17

编程最重要的技术之一 — 调试（以C语言代码为例）

前言
1. 什么是bug?
2. 调试是什么？有多重要？
- 2.1 调试是什么？
- 2.2 调试的基本步骤
- 2.3 Debug和Release的介绍
3. Windows环境调试介绍
- 3.1 调试环境准备
- 3.2 学会快捷键
- 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
  - 3.3 2查看内存信息
  - 3.3.3 查看调用堆栈
  - 3.3.4 查看汇编信息
4. 多多动手，尝试调试，才能有进步。
5. 如何写出好（易于调试）的代码
- 5.1 优秀代码
- 5.2 assert的使用
- 5.2 const 的作用
6. 编译常见的错误
- 6.1 编译型错误
- 6.2 链接型错误
- 6.3 运行时错误
7. 结尾

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?

在这里插入图片描述

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：
在这里插入图片描述
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

在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

在调试之后，用于观察变量的值！

3.3 2查看内存信息

在这里插入图片描述

在调试后，用于观察内存信息！

3.3.3 查看调用堆栈

在这里插入图片描述

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）
在这里插入图片描述
（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

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

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;
}