常用调试方法

原创已于 2024-02-23 22:10:20 修改 · 1.6k 阅读

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#学习 #c语言 #调试

于 2024-02-15 01:57:20 首次发布

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调试

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调试

调试：指的是发现和减少程序错误的过程

调试的步骤：发现程序错误->通过消除、隔离等方式定位错误->确定错误产生原因->提出解决方法->纠正错误，重新测试
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Debug：调试版本，包含调试信息，且不作优化，方便对程序进行调试

在debug模式下，通过快捷键F10可以进行逐过程调试，并通过“监视”窗口观察变量的变化

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Release：发布版本，一般是对Debug版本进行优化后给用户使用的版本，在代码大小和运行速度上优于Debug版本

release版本无法逐过程调试，且因不包含调试信息，相较于debug版本，release版本的文件大小较小

基础调试操作

调试快捷键

按键	功能
F5	启动调试，直接跳到下一断点
F9	创建和取消断点
F10	逐过程（一个过程可以是一次函数调用或是一条语句）
F11	逐语句，每次执行一条语句（可以进入函数内部）
CTRL+F5	开始执行（不调试），即直接运行程序
CTRL+F9	启用/禁用断点
SHIFT+F5	停止调试

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注：

当没有断点等对代码运行进行暂停时，直接按下F5会使得程序直接运行完成，因此F5一般搭配F9使用
断点：程序只要经过断点，就会暂停执行

scanf等输入函数无法跳过，当断点在此类函数之后时，需要进行输入后才能继续执行

断点的跳转：断点的跳转实际上指的是逻辑上的下一个断点。eg：当断点在循环中，且循环执行未完成时，跳到下一个断点即跳到下一个循环中该断点的位置，若要跳到循环外的断点，可以把循环中的断点取消或者鼠标右键（ctrl + F9）断点禁用

断点可以设在函数内部

断点的设置（条件断点）：对断点的触发条件进行设置

此时，当i == 5 时才会触发断点
F10和F11的区别：F10在遇到函数时，按照普通语句处理，即直接执行函数，F11则会进入函数内部进行执行（注：库函数不一定支持调试，视编译器版本而定)

调试过程中查看程序信息

1.监视

监视窗口用于查看程序中的变量信息

调试->窗口->监视

只有调试开始后才能查看

在这里插入图片描述

自动窗口：自动将程序中的变量体现在窗口中

局部变量：将程序中的局部变量体现在窗口中

监视：自行输入变量名对相应变量进行观察

监视数组参数：在写数组名称的时候在后面加上逗号和要监视的变量个数

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2.内存

调试->窗口->内存

在这里插入图片描述

在地址栏中直接输入arr即可查看arr对应的地址（其它变量同理）

这里显示的是内存数据，以十六进制显示，实际以二进制储存，每一部分是一个字节，可以自行选择一行显示的字节数

最右边显示的为编译器尝试对内存中的数据的解析（不一定准确，如文本可以解析）

3.调用堆栈

调试->窗口->调用堆栈

可以查看函数之间相互调用的关系

（通过鼠标右键->显示外部代码可以查看main函数被调用之前有哪些程序启动了）

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4.查看汇编信息

调试->窗口->反汇编

可以查看当前代码如何被翻译为汇编代码

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5.寄存器

调试->窗口->寄存器

用于查看寄存器中的信息

在这里插入图片描述

一个经典BUG

//经典bug，VS在x86环境下运行
#include <stdio.h>

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("wdnmd\n");
	}
	return 0;
}
//运行结果：死循环
//在release环境下不会出现死循环，而是打印13次
//到i = 10开始越界访问0，到arr[12]会把i重置    
//只有在x86环境下才能复现       
//原因：i和arr[12]在同一内存空间
//i和arr都是局部数据，放在内存的栈区
//栈区内存的使用习惯：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，地址由低到高变化
//如果i和arr之间有适当的空间，利用数组的越界操作就有可能覆盖i，从而导致死循环
//i和arr之间的空间大小取决于编译器，如vs2022在x86环境下为8个字节
//如果i在arr之后创建，则不会出现这种情况

这个问题通过直接运行程序是无法发现的，必须通过调试中对变量的观察才能发现问题

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常用代码技巧

使用断言（assert）对函数中的变量进行确认
使用const防止函数变量被篡改
养成良好的代码习惯
添加必要注释

const的使用

const修饰变量的时候，可以通过指针来修改（如果要防止，给指针再加个const）

#include <stdio.h>

int main()
{
    const int num = 10;
    int num2 = 50;
    num = 20;
    //这样改会报错

    int* p = &num;
    *p = 20;
    //这样改可以

    //1、const 在 * 左边
    int const* p = &num;
    *p = 20;
    //这样也会报错
    //这里int const* p（const在*左边）的意思是：p指向的对象不能通过p来改变了，但是p自身可以改变
    p = &num2;
    //没有问题

     
    //2、const 在 * 右边
    int* const p = &num;
    //意思是p指向的对象可以通过p改变，但是不能修改p本身
    *p = 0;
    //此时num被修改
    p = &num2;
    //p不能被修改

    //*的左右可以各加一个const
    const int* const p = &num;
 p = &num2;
    *p = 20;
    //都不行

    printf("%d", num);
    return 0;
}

运用：模拟实现strcpy

//模拟实现strcpy
#include<stdio.h>
void my_strcpy(char* dest, char* src)
//传入字符串地址
{
    while (*src != '\0')
    {
        *dest = *src;
        dest++;
        src++;
    }
    *dest = *src;
}


int main()
{
    char arr2[20] = "xxxxxxxxxxxx";
    char arr1[] = "hello world";

    my_strcpy(arr2, arr1);
    printf("%s", arr2);
}



//改进代码
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
char* my_strcpy(char* dest, const char* src)//这里利用const保证src不会因为代码编写错误而修改
//返回char*是为了链式访问，使得该函数的返回值可以作为其它函数的参数，返回目标空间的起始地址
{
    //断言，当src为NULL（空指针）时，会报错并指出错误（可以用于任意自己想判断的语句）
    assert(src != NULL);
    assert(dest != NULL);
 //在release版本中assert会被优化

    char* ret = dest;

    while (*dest++ = *src++);
    //一个赋值表达式，当拷贝字符时，不为0，当拷贝\0时，为假，停止循环
    //同时利用后置++简化代码，while的大括号可去

    return ret;
}


int main()
{
    char arr2[20] = "xxxxxxxxxxxx";
    char arr1[] = "hello world";

    my_strcpy(arr2, arr1);
    printf("%s", arr2);
}

摆烂了好久，差点不会用MD了