VS调试技巧 + 经典调试案例

拒绝！！迷信式调试

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1. 小概念先看过来

1.1 debug？调试是个啥

调试（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。基本步骤如下：

1. 发现程序错误的存在（程序员自己、测试人员、用户）
2. 以隔离、消除等方式对错误进行定位 – 报bug（测试人员）
3. 确定错误产生的原因
4. 提出纠正错误的解决方法
5. 对程序错误予以改正，重新测试

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1.2 debug版本和release版本又是什么

debug – 调试版本：包含调试信息，不做任何优化，便于程序员调试程序。

release – 发布版本：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，以便用户很好的使用。

注意：

1. 相关版本信息可以在文件夹中点进去打开exe文件查看。
2. release版本无法一步步进行调试，同一个代码release版本的exe程序会比debug版本大。
3. 在Windows环境中调试准备，选择“debug”环境

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2. Windows环境下的调试技巧

2.1 准确运用“快捷键”

Fn - 辅助功能键

• F5 – 启动程序，经常用来直接跳到（逻辑上的）下一个断点处
• ctrl+F5 – 开始执行（不调试）
• shift+F5 – 停止调试
• ctrl+shift+F5 – 重启调试

• F9 – 设置/取消断点（可在程序的任意位置），经常配合F5使用，可以使得程序在需要的位置随意停止执行，继而一步一步执行
• ctrl+F9 – 停止断点
• ctrl+shift+F9 – 删除全部断点
• 小tips：
  条件断点(在循环内设置断点的位置)：在断点上右击–>“条件”–>进行相应调整

• F10 – 逐过程，一次处理一个过程（一条语句、一次函数调用）

• F11 – 逐过程，一次处理一个语句，可以进入函数内部（最常用）

2.2 调试的时候查看程序当前信息

操作步骤：调试开始 ->“调试”->“窗口”->“自动窗口/局部变量/监视/内存/调用堆栈”->“ ”->“ ”

2.2.1 查看临时变量的值

在调试起来后，用于查看临时变量的值

操作步骤：调试开始 ->“调试”->“窗口”->“自动窗口/局部变量/监视/内存/调用堆栈”->…

监视：手动设置确定要观察的变量信息（只要是合法表达式都可以进行监视），不会随着程序执行的脱离而消失。更方便调试、观察。
监视函数中的连续数组（传址）：在监视中输入 -> “数组名，要监视的元素个数”

自动窗口：自动显示程序执行过程中，出现的当前变量信息，供于观察。

局部变量：自动显示程序执行过程中，上下文环境的局部变量信息，供于观察。

2.2.2 查看内存信息

内存：通过输入地址/数组名来观察内存中真实存放的以16进制显示的数据。

2.2.3 查看调用堆栈：

调用堆栈：反馈了函数的调用逻辑。
（此处的栈是数据结构中的栈）

2.2.3 查看反汇编

调试起来后右击选项中也有反汇编选项。

2.2.3 查看寄存器

方法1：调试起来后在“窗口”中选择寄存器
方法2：调试起来后在“监视”窗口中输入寄存器的名字进行观察

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3. !!!经典调试实例!!!

放出一段简单却诡异的代码，如下：

int main()
{
	int i = 0;
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	for (i = 0; i <= 12; i++)
	{
		arr[i] = 0;
		printf("hehe\n");
	}
	return 0;
}

肯定有同学很疑惑，这段代码要说有bug除了不一定被编译器查出的越界访问，他诡异在哪？下面是在vs2019中运行起来后的界面给大家看看：

没有被编译器查出越界访问的错误，但是程序进入了死循环…
那究竟是什么原因造成了这个隐形的bug呢？我们用调试来排查问题所在！

• 开始调试，打开监视，“名称”栏输入所有会出现的元素吧：
  
• 在不断的F10下，程序走到i=12都没有任何问题
  
  
• 直到程序走过了arr[i]=0
  
  i的值原本是12，在这次arr[i]=0;的赋值后变成了0，导致i的值无法大于12，无法满足条件走不出循环。
• 眼尖的同学已经发现了，i和arr[12]在监视中的值是一样的，即使还没有调试到第12个循环arr[12]也跟着i一起变化。联系arr[12]赋值后改变i的值，我们在监视中添加i和arr[12]的地址来看看：
  
  地址居然相同…这也解释了为何arr[i]与i的值始终一致了。
• 调试–找出bug原因这一步，便完成了。

这其实是一道笔试题，也在《C陷阱和缺陷》一书中写出来了，具体的原因，笔者用模仿笔试答题的方法为同学们解答：

1. 栈区内存的使用习惯是：先使用高地址处的空间，再使用低地址处的空间
2. 数组随着下标的增长地址是由低到高变化的
3. 如果i和arr之间有适当的空间，利用数组的越界操作就可能会覆盖到i，就可能导致死循环的出现
4. 此处间隔两个空间和环境和编译器有关
   

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4. 总结

想要写出优秀的代码，必然要有很好的代码逻辑，可调试性和可维护性，常见的coding技巧如下：

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