C语言 实用调试技巧（Visual Studio编辑器）

一、什么是bug？

程序错误(bug)，是程序设计中的术语。是指在软件运行过程中，因为程序本身有错误而造成的功能不正常、死机、数据丢失等现象。

1947年，人们发现了第一个电脑上的bug。
当时电脑出现问题，整个团队都搞不清楚为什么电脑不能正常工作了。经过大家的深度挖掘，发现原来是一只飞蛾意外飞入了电脑内部而引发的故障。团队很快排除错误，在日志本中记录下这一事件。之后，人们渐渐开始使用“Bug”（愿意为“虫子”）来称呼计算机中的错误。

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二、调试是什么？有多重要？

每一位优秀的程序员都是一名出色的侦探。
每一次调试都是尝试破案的过程。

调试是什么？

拒绝迷信式调试！！！

调试（Debugging / Debug），是发现和减少计算机程序或者电子仪器设备中程序错误的一个过程。

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
• 对程序出错误予以改正，重新测试

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三、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解，以便用户很好的使用。

二者的区别很大，体现在代码运行后的目录文件下。

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

上述代码在Debug环境中的结果展示：

上述代码在Release环境中的结果展示：

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四、windows 环境调试介绍

1.调试环境准备

在环境中选择 debug 选项，才能使代码正常调试。

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2. 学会快捷键

常用的几个快捷键：

F5：启动调试，经常原来直接跳到下一个断点处。

F9：创建断点和取消断点，可以在程序中任意位置设置断点。

F10：逐过程调试，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：逐语句调试，每次都执行一条语句，如果遇到函数，可以使我们进入函数内部查看。（这是最常用的）

CTRL + F5：直接开始执行，跳过所有断点，不调试。

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3. 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。
可以在调试→窗口→监视→监视1中打开。

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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
在调试→窗口→内存→内存1 打开

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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。和栈一样，先进后出。
在调试→窗口→调用堆栈 中打开。

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查看汇编信息
开始调试之后，有两种方法转到汇编：
（1）第一种方式：右击鼠标，选择【转到反汇编】；
（2）第二种方式：在调试→窗口→反汇编；

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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。
调试→窗口→寄存器

4.多多动手，尝试调试，才能有进步。

• 要掌握调试技巧。
• 初学者可能80%时间在写代码，20%时间在调试。但是一个程序员可能20%时间在写代码，80%时间在调试。
• 多多使用快捷键，提升效率。

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五、一些调试的实例，以及调试步骤

实例一

实现代码：求1! + 2! + 3! + … + n!；

int main() {
	int i = 0;
	int n = 0;
	int sum = 0;
	int ret = 1;
	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;
}

此段代码，我们输入3，期待输出9，但是结果是15。

为什么？这个时候就是代码有问题，试着运用调试来解决。

调试步骤：

1. 查看代码，给可能出现问题的地方打上断点

2. F5进入调试环境，并且调出监视窗口

3. 按F11，逐步查看代码，要心中有数知道该段代码执行结果，然后与监视窗口对比
我们发现 ret 的值，与预期不一样，3！应该是 6 ，而不是 12。

4. 再进行一次调试，重点查看 ret 的值
发现 ret 计算完还是上次循环的数据，没重置，所以我们加上代码重置试一下。

5. 修改代码，重新运行
OK~

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实例二

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

这段代码，很明显是数组越界访问了，但是为什么编译器没有报错，还无限循环输出 hehe 呢？
让我们调试查看一下。

调试到 i=10 还没有报错？

调试到 i=12 继续执行，i=0 了？

奇怪，这时候我们查看一下 arr[12] 的地址
发现 arr[12] 的地址和 i 的地址是一样的。

原来是这样！
数组循环到 i=12 的时候，发现数组 arr[12] 和 i 的地址一样。又因为循环体中 arr[i] = 0 这个代码，把 arr[12] 的数据改为 0，导致 i 的数据也改为 0，回去循环判断又处理。
这才是为什么越界还一直死循环！

然后我们把循环判断条件改小试一下，程序会正常判断到数组越界了。

栈内存·扩展知识：

1. i 和 arr 是局部变量，局部变量是放在栈区上的。
2. 栈区的使用习惯是：先使用高地址空间，再使用地址在空间。
3. 数组随着下标的增长，地址是由低到高变化的。
   
   ps.可以先定义数组，再定义变量 i 来避免该问题。