【C语言基础】实用调试技巧

在我们编写代码的时候难免会遇到很多问题，我们光靠眼睛是很难看出来哪里出问题了，这时我们往往需要动手一步一步的运行程序找出问题的所在，这个过程就是调试的过程。在IT界流传着这么一句话“一名优秀的程序员也是一名优秀的侦探”所以当我们遇到问题时，还是要多动手，尝试调试，才能有进步。希望大家多多给予支持，赠人玫瑰，手有余香！

一：什么是Bug？

现在提起bug，大都想到的是「程序错误、漏洞」，其实bug的原意为「昆虫」
为什么变成这样呢？ 因为世界上第一个程序错误就是由一只昆虫所造成的

1947年9月9日，葛丽丝·霍普（Grace Hopper）发现了第一个电脑上的bug。当在Mark II计算机上工作时，整个团队都搞不清楚为什么电脑不能正常运作了。经过大家的深度挖掘，发现原来是一只飞蛾意外飞入了一台电脑内部而引起的故障（如图所示）。这个团队把错误解除了，并在日记本中记录下了这一事件。也因此，人们逐渐开始用“Bug”（原意为“虫子”）来称呼计算机中的隐错。 —— 维基百科

二：什么是调试

所谓调试（Debug），就是让代码一步一步慢慢执行，跟踪程序的运行过程。 比如，可以让程序停在某个地方，查看当前所有变量的值，或者内存中的数据；也可以让程序一次只执行一条或者几条语句，看看程序到底执行了哪些代码。

2.1：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

2.2：Debug和release版本的介绍

Debug通常称为调试版本，它包含调试信息，并且不做任何优化，以便于程序员调试。

Release称为发布版本，它往往是进行了各种优化，使得程序在代码的大小和运行速度上都是最优的，以便用户更好的使用。


可以看出在文件大小上有了明显的差异。

下面，我们用一个代码示例来说明Release相对于Debug版本发生了优化。
代码示例：

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;
}

上述代码在Debug版本中运行时导致了死循环，而在Release版本编译时，程序没有死循环。这之中的区别就是因为优化问题而出现的。
这是因为在一些编译器中，在栈中储存如果i和arr之间的空间适合的话，就有可能使用的arr数组向后越界就访问到了i,造成循环变量i的改变，最终死循环。

注：
i和arr是局部变量
局部变量是放在栈区上的
栈区上内存的使用习惯是:先使用高地址处的空间,再使用低地址处的空间。
数组随着下标的增长，地址是由低到高变化。

三：Windows调试环境介绍

3.1：调试环境的准备

注：Debug可以调试，Release不可以调试。

在环境中选择Debug选项，才可以正常调试。

3.2：快捷键的使用

我们介绍几个最常用的快捷键：
F9：设置断点或取消断点，可以在任意位置设置，这样可以使得程序在想要的位置停下来。
F5：启动调试，使开始调试就跳到断点处，向后跳到写一个逻辑上的断点，不要直接点F5（直接结束了），往往与F9设置断点配合使用。
F10：逐过程调试，一个过程可以是一条语句，也可以是一个函数。遇到函数不进入函数内部。
F11：逐语句调试，每次执行一条语句，可以使执行逻辑进入函数内部。shift+F11跳出函数。
CTRL + F5：开始执行不调试。

设置断点+F5 再F10或者F11（进入函数内部） shift+f11 退出函数

3.3：调试查看当前程序信息

3.3.1：查看临时变量的值

在调试开始之后，用于观察各个变量值的变化；

3.3.2：查看内存信息

在调试开始之后，用于观察内存信息；

3.3.3：查看寄存器信息

3.3.3：查看调用堆栈

通过查看调用堆栈，我们可以看出函数的调用关系以及当前调用所处的位置；

四：调试实例

下面我们给出一个简单的调试实例，让大家可以切身体会一下调试的过程，朋友们可以动手试一试。

int main()
{
	int n = 0, sum = 0;
	int ret = 1;
	scanf("%d", &n);
	for (int i = 1; i <= n; i++)
	{
		for (int j = 1; j <= i; j++)
		{
			ret *= j;
		}
		sum += ret;
	}
	printf("%d\n", sum);
	return 0;
}

如果我们输入3，正确答案应该是9，而程序运行相互来确实15，这时我们可以通过调试找出问题的所在。

五：如何写出好的代码

5.1：什么是优秀的代码

• 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；

5.2：常用的Coding技巧

• 使用assert();
• 合理使用const；
• 养成良好的编码习惯；
• 添加必要的注释；

OK!!!观众老爷们，这里只是介绍了简单的调试技巧，如果朋友们觉得有一点点作用的话，希望朋友们能够给予小菜鸟一点支持！后续继续给朋友们带来更好的博文，还希望朋友们能够继续关注，小菜鸟致力于把自己的学习经验与个人理解更多的分享给大家，望大家喜欢与指正。