通过编程方式获取backtrace

本文介绍了如何利用glibc库中的backtrace函数和backtrace_symbols函数来获取程序的调用栈信息。通过示例代码展示了如何打印backtrace,并指出了为获得正确符号名需要使用-rdynamic编译选项。
 http://www.top-e.org/jiaoshi/html/?164.html

在用GDB调试器时可以查看所谓的Backtrace,它包含一系列的函数调用信息,用命令backtracebt可以在GDB中查看函数调用栈的信息。有些场合没法使用GDB时,则可以用glibc库函数中的一些相关函数来得到backtrace的信息(在头文件execinfo.h中):

// 获取将backstrace信息,将地址存到buffer中。

// 参数size指定buffer的最大值,返回值则是backstrace的实际大小

int backtrace (void **buffer, int size)

 

// 根据buffer指定的地址,返回符号信息。参数size指定返回符号信息的大小

char ** backtrace_symbols (void *const *buffer, int size)

 

// 类似backtrace_symbols()函数,但是不需要malloc空间来存放符号信息,

// 而是将结果写到文件描述符fd所代表的文件中

void backtrace_symbols_fd (void *const *buffer, int size, int fd)

使用函数backtrace_symbols()或者backtrace_symbols_fd()时,需要用-rdynamic编译才能得到正确的符号名,否则只能得到偏移地址。

下面的示例代码应用了backtrace()backtrace_symbols()函数来打印backtrace的信息:

     1  #include <execinfo.h>

     2  #include <stdio.h>

     3  #include <stdlib.h>

     4

     5  /* Obtain a backtrace and print it to stdout. */

     6  void print_trace (void)

     7  {

     8    void *array[10];

     9    size_t size;

    10    char **strings;

    11    size_t i;

    12

    13    size = backtrace (array, 10);

    14    strings = backtrace_symbols (array, size);

    15

    16    printf ("Obtained %zd stack frames./n", size);

    17

    18    for (i = 0; i < size; i++)

    19       printf ("%s/n", strings[i]);

    20

    21    free (strings);

    22  }

    23

    24  /* A dummy function to make the backtrace more interesting. */

    25  void dummy_function (void)

    26  {

    27    print_trace ();

    28  }

    29

    30  int main (void)

    31  {

    32    dummy_function ();

    33    return 0;

    34  }

编译运行的结果如下:

# gcc bt.c -rdynamic -o bt

# ./bt

Obtained 5 stack frames.

./bt(print_trace+0x14) [0x80486e4]

./bt(dummy_function+0xb) [0x8048765]

./bt(main+0x15) [0x 804877c ]

/lib/tls/libc.so.6(__libc_start_main+0xe4) [0x42015574]

./bt(backtrace_symbols+0x31) [0x8048641]

你可以应用这些函数在程序异常退出时打印backtrace或将它保存到某个文件中,用于之后的分析。更详细的介绍可以参考http://www.linuxjournal.com/article/6391

<think> 首先,用户说:“我想查找C++编程的大题 请问C++编程大题”,意思是用户想找C++编程的大题。我需要基于之前的对话和系统指令来响应。 回顾系统指令: - 所有行内数学表达式必须用$...$格式。 - 独立公式用$$...$$格式并单独成段。 - LaTeX语法正确。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 在回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,如[^1]。 用户提供了几个引用: - 引用[1]: 关于合并两个有序数组的双指针解法。 - 引用[2]: 设计一个Box类来计算体积。 - 引用[3]: 网格走法问题,使用递归。 - 引用[4]: 设计一个Circle类来计算球体积。 用户说:“上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求,请尽可能多的参考用户上一次的问题和你的回答。” 所以,我必须参考上一次的问题和我的回答。但在这个对话中,这是我的第一次响应。用户的上一条消息是“参考站内引用:...” 和 “我想查找C++编程的大题”,所以这是用户的初始查询。 用户的上一条消息是:“参考站内引用:引用[1]:... [^1]. 引用[2]:... [^2]. etc. 我想查找C++编程的大题 请问C++编程大题” 用户的真正需求是查找C++编程大题。引用是作为背景提供的,但我应该关注用户当前的请求。 我的任务是: - 回答结构清晰,帮助用户逐步解决问题。 - 回答真实可靠。 - 生成相关问题。 用户想找C++编程大题,所以我应该提供一些C++编程大题的例子或建议。 基于提供的引用,我可以推断用户可能在学习C++,特别是面向对象编程或算法问题。引用包括数组操作、类设计、递归问题等。 所以,我应该: 1. 确认用户的需求:用户想找C++编程大题。 2. 提供一些C++编程大题的例子。 3. 基于引用中的内容,确保内容相关。 4. 生成相关问题。 5. 在回答中自然地添加引用标识,但由于引用是用户提供的,我应该引用它们作为来源。 例如,如果我在回答中提到引用中的内容,就添加引用标识。 现在,构建回答: - 开头:确认用户的需求。 - 主体:列出几个C++编程大题的例子,简要描述。 - 结尾:生成相关问题。 例子可以从引用中提取: - 从引用[1]: 合并两个有序数组。 - 从引用[2]: 设计Box类计算体积。 - 从引用[3]: 网格走法计数。 - 从引用[4]: 设计Circle类计算球体积。 我还可以添加其他常见的C++大题,如链表操作、排序算法等,但基于现有引用保持相关。 回答结构: 1. 介绍:理解用户需求。 2. 提供几个大题示例: - 描述问题。 - 如果需要,简单解释。 - 添加引用标识。 3. 生成相关问题。 确保使用中文。 数学表达式:如果有数学内容,用$...$或$$...$$。但在这些大题中,可能没有太多数学,但如果有,比如在体积计算中,使用。 例如,在引用[4]中,体积公式:$V = \frac{4}{3}\pi r^3$,所以用行内格式。 在回答中引用段落末尾添加引用标识。 </think> ### C++编程大题参考 根据您的查询,您正在查找C++编程大题的相关资源。基于您提供的引用内容(包括经典算法问题、面向对象编程和递归实现),我将为您整理几个典型的C++编程大题示例。这些问题涵盖常见考点,如数据结构操作、类设计、算法实现等,适合练习和考试复习。每个示例都简要描述了问题背景、关键思路和实现提示,确保内容真实可靠。所有代码片段均基于C++标准语法编写。 #### 1. **合并两个有序数组** **问题描述**:给定两个有序数组 `nums1`(长度为 `m`)和 `nums2`(长度为 `n`),将它们合并为一个有序数组,并将结果存储在 `nums1` 中(假设 `nums1` 有足够空间)。要求使用双指针算法实现高效合并。 **关键思路**:通过两个指针分别遍历两个数组,比较元素大小,将较小值添加到临时数组或直接合并。 **示例代码**(基于引用[1]的实现): ```cpp #include <vector> using namespace std; class Solution { public: void merge(vector<int>& nums1, int m, vector<int>& nums2, int n) { vector<int> result; int p1 = 0, p2 = 0, cur; while (p1 < m || p2 < n) { if (p1 == m) cur = nums2[p2++]; else if (p2 == n) cur = nums1[p1++]; else if (nums1[p1] <= nums2[p2]) cur = nums1[p1++]; else cur = nums2[p2++]; result.push_back(cur); } for (int i = 0; i < m + n; i++) { nums1[i] = result[i]; } } }; ``` **适用场景**:常用于面试算法题,练习数组操作和双指针技术[^1]。 #### 2. **设计长方体体积计算类** **问题描述**:实现一个 `Box` 类,包含长度、宽度和高度属性,通过成员函数获取输入值并计算长方体的体积。要求使用面向对象编程思想。 **关键思路**:定义私有成员变量和公有成员函数,包括输入函数 `get_value()` 和计算函数 `volume()`。 **示例代码**(基于引用[2]的实现): ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Box { private: int length, width, height; public: void get_value(); // 获取输入值 double volume(); // 计算体积 }; void Box::get_value() { cin >> length >> width >> height; } double Box::volume() { double v = length * width * height; return v; // 返回体积值,便于输出或进一步使用 } int main() { Box box1; box1.get_value(); cout << "长方体体积为: " << box1.volume() << endl; return 0; } ``` **要点**:体积公式为 $V = l \times w \times h$,其中 $l, w, h$ 分别代表长宽高。此问题强调类封装和基本I/O操作[^2]。 #### 3. **网格走法计数(递归实现)** **问题描述**:给定一个 $X \times Y$ 网格,从左上角 $(0,0)$ 到右下角 $(X,Y)$,只能向右或向下移动。计算所有可能的走法数目($X$ 和 $Y$ 范围在 $[1,10]$)。 **关键思路**:使用递归回溯,从起点开始,每次移动时递归调用向右或向下移动的函数;当到达边界时计数加一。 **示例代码**(基于引用[3]的实现): ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Solution { public: void backtrack(int m, int n, int X, int Y, int& count) { if (m == X || n == Y) { // 到达边界 count++; return; } backtrack(m + 1, n, X, Y, count); // 向右移动 backtrack(m, n + 1, X, Y, count); // 向下移动 } int methods(int X, int Y) { int count = 0; backtrack(0, 0, X, Y, count); // 从(0,0)开始 return count; } }; int main() { int x, y; cin >> x >> y; Solution sol; cout << "走法数目: " << sol.methods(x, y) << endl; return 0; } ``` **数学基础**:走法数目可表示为组合数公式 $C(X+Y, X) = \frac{(X+Y)!}{X!Y!}$,但递归方式更直观。此问题训练递归思维和边界处理[^3]。 #### 4. **圆球体积计算类** **问题描述**:设计一个 `Circle` 类,通过成员函数获取半径并计算圆球的体积。要求使用数学常数和幂函数。 **关键思路**:私有成员存储半径,公有函数处理输入和计算。 **示例代码**(基于引用[4]的实现): ```cpp #include <iostream> #include <cmath> using namespace std; class Circle { private: double radius; public: void get_value(); // 获取半径 double volume(); // 计算体积 }; void Circle::get_value() { cin >> radius; } double Circle::volume() { double v = (4.0 / 3) * M_PI * pow(radius, 3); // 体积公式 V = \frac{4}{3}\pi r^3 return v; } int main() { Circle circle1; circle1.get_value(); cout << "圆球体积为: " << circle1.volume() << endl; return 0; } ``` **公式说明**:体积计算基于 $V = \frac{4}{3}\pi r^3$,强调数学库的使用和精度处理[^4]。 ### 相关问题 为了帮助您深入学习,我基于以上内容生成了一些相关问题: 1. 在双指针合并数组中,如何优化空间复杂度避免使用额外数组?[^1] 2. 设计一个继承自 `Box` 类的 `Cube` 类(正方体),如何重写体积计算函数?[^2] 3. 网格走法问题中,递归方法的时间复杂度是什么?如何用动态规划优化?[^3] 4. 在圆球体积计算中,如果输入半径为零或负数,如何添加异常处理机制?[^4] 如果您需要更多大题(如链表操作、排序算法实现)、详细解析或练习资源,请提供具体方向(如“面向对象”或“算法”),我会进一步整理!
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