程序调试技巧

本期介绍🍖
主要介绍：什么是调试，调试的快捷键有哪些，以及这些快捷键的功能，调试时如何查看相关信息如：临时变量、内存数据、调用堆栈、汇编指令、寄存器。👀

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一、什么是bug🍖

  bug在程序设计中的术语，是指在软件运行中因为程序本身有错误而造成的功能不正常、体验不佳、死机、数据丢失、非正常中断等现象。而历史上第一个bug其实是由一只钻入计算机中的臭虫导致的计算机无法正常运行，这就是我们今天最爱说的 “ bug ” 的由来。它的意思，和原身一致，真就是“一只臭虫”。

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二、什么是调试🍖

  调试（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。那大家是如何调试的呢？是如下图这样的玄学式调试吗，如果是的请扣一。

  所以我们要拒绝玄学式调试。做到在开始调试前让自己的头脑清晰，知道程序将会如何执行；然后验证猜想，看程序是否按照我们的想法在执行。如若程序并没有按照想法在走，那就说明程序出错了。

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2.1 调试的基本步骤🍖

1. 发现程序错误的存在
2. 以隔离、消除等方法对错误进行定位
3. 确定错误产生的原因
4. 提出纠正错误的解决方案
5. 对错误给予改正，并重新调试

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2.2 Debug和Release版本🍖

  Debug版本：通常称为调试版本，包含调试信息且不做任何优化，所以代码存放空间较大，但便于程序员调试程序。
  Release版本：称为发布版本或用户版本，它往往进行了各种优化，使得程序在代码大小和运行速度上都是最优的，以便用户更好的使用。

  注意：Release版本是无法进行调试的，我们所说的调试是在Debug版中进行的。

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三、调试快捷键🍖

• F5：启动调试，通常与F9一起联用，使得程序可以直接跳到下一个断点处，若没有设置断点则会执行完整个程序才停下来。
• F9：设置 / 删除断点，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，然后通过F10一步一步细致的执行下去。
• 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，也可以是一条语句。
• F11：逐语句，每次只执行一条语句，可以使得我们的执行逻辑进入函数的内部。
• shift + F5：停止调试。
• ctrl + F5：开始执行（不调试）。
• ctrl + shift + F5：重启调试。
• ctrl + F9：启用 / 禁用断点。
• ctrl + shift + F5：删除全部断点。

  条件断点：其实我们可以给断点赋上一个条件，只有在该断点处且满足该条件时F5才会停下来。如何设置呢？如下图所示：

  注意1：F10和F11的区别是体现在函数调用时的，F10会忽略调用函数时的细节，而F11则会进入被调函数内部观察细节。

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四、调试时查看程序当前信息🍖

  注意：只有当开始调试，窗口才会能够查看相关的信息。

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4.1 查看临时变量的值🍖

  VS编译器中存在三种可以查看临时变量的工具：自动窗口、局部变量、监视。其中自动窗口和局部变量会通过上下文环境自动显示变量信息，但当执行进入被调函数时，自动窗口和局部变量只会显示函数内部的变量信息，而函数外部信息将不会显示，这就不便与全局的观测。当然监视可以做到上点，但所需观测的变量需要自己添加。

  注意：其实存在4个监视，但没什么区别，平常使用只需要打开一个即可。

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4.2 查看内存信息🍖

  我们可以通过以下这种方法来查看内存中存放的数据，或者通过地址观测变量在内存中是如何存放的。

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4.3 查看调用堆栈🍖

  我们知道一个复杂的代码中函数的调用关系时极其混乱的，这是就可以通过调用堆栈，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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4.4 查看汇编信息🍖

  通过该操作可以查看源代码编译完之后所对应的汇编代码。

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4.5 查看寄存器信息🍖

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五、调试实例🍖

  下面我会给出两个例子来让大家自己调试找错。

例1：为n输入一个值，请求出 1！+2！+3！+……+n！最后结果。🍖

#include

int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);
	int i = 0;
	int del = 1;
	int sum = 0;
	for (i = 1; i <= n; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 1; j <= i; j++)
		{
			del *= j;
		}
		sum += del;
	}
	printf("%d ", sum);
}
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例2：奇妙的死循环（找错，是什么导致死循环的出现）🍖

#include

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

  通过调试很容易就能过找到例1中的错误，是由于程序在实现阶乘的时候不断地积增导致的错误，想要改正只需要在求下一数的阶乘时重置累积器就行了。

  至于例2的情况就较为复杂了，首先对其进行调试

  我想看到这很多小伙伴都会疑惑：为什么变量i和arr[12]所处在同一块空间上？这就要讲到代码的底层逻辑了，首先我们需要知道三个知识点：

1. 栈区可以用来存放局部变量、函数的形参、函数调用所开辟的空间。
2. 栈区的使用规则是：先使用高地址，再使用低地址。
3. 数组在内存中存放的形式是：数组随着下标的增长，地址是由低到高变化的。

  更具上面这三条规则，我们就可以绘制一张关于例2的底层原理图，通过该图就不难看出到底是为什么会导致死循环的出现。

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六、编程常见错误

1. 编译型错误（语法错误）——常在编译期间被检查出来
   
     语法错误可以直接看错误提示信息（双击），解决问题或者凭借经验就可以搞定，相对来说简单。

2. 链接错误（出现在链接期间的错误）
   
     链接型错误大部分原因是：找不到函数的符号名（1.标识符不存在；2.标识符拼写错了）。链接型错误无法通过双击（提示信息）找到问题出发地，但可以使用搜索快捷键（ctrl + f） 搜索提示信息中的函数名来找到出错位置。

3. 运行时错误
     可能会导致代码崩溃、死循环、数据泄露等等一系列问题的出现，甚至有时还会出现幽灵bug，令人防不胜防。而解决的方法就是借助调试，逐步定位问题，再解决。

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