C语言中的一些调试案例分析

1.实例一

实现代码：求 1！+2！+3！ …+ n! ；不考虑溢出。

int main()
{
    int i = 0;
    int sum = 0;//保存最终结果
    int n = 0;
    int ret = 1;//保存n的阶乘
    scanf("%d", &n);
    for (i = 1; i <= n; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 1; j <= i; j++)
        {
            ret *= j;
        }
        sum += ret;
    }
    printf("%d\n", sum);
    return 0;
}

这时候我们如果3，期待输出9，但实际输出的是15。
why? 这里我们就得找我们问题。

1.首先推测问题出现的原因。 初步判断问题可能出现的位置
2.实际上手调试很有必要。
3.调试的时候我们心里有数。

经过调试发现：

• 我们发现 ret 的值，与预期不一样，3！应该是 6 ，而不是 12。
• 发现 ret 计算完还是上次循环的数据，没重置，所以我们加上代码重置试一下。

2.实例二

#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("hehe\n");
	}
	return 0;
}

运行结果是什么？死循环。为什么呢？这时候你如果不调试压根就不知道为什么会产生这样的结果。
当i=10的时候，已经造成了数组越界，这时候会发生什么呢？

arr[10]居然也被赋值为0了，那arr[11]和arr[12]呢？全部也将被赋值为0。

当arr[12] = 0 的时候，你会发现i居然也跟着变为0了，这是为什么？我们把i和arr[12]的地址取出来看看：

这时候你就恍然大悟了，原来它俩的地址是一样的啊，这也就是为什么i变为0，arr[12]也变为0的原因。因此就陷入无限的死循环中去了。所以一荣俱荣，一损俱损，同命运共呼吸。😆
那出现死循环的原理是什么呢？
我们来分析一下：
我们知道，内存中我们关注3个区域，栈区、堆区、静态区

栈区的使用习惯是：先使用高地址的内存空间，再使用低地址的内存空间

而我们的数组是随着下标的地址由低到高变化

所以说，如果i和arr之间有适当的空间，利用数组的越界操作就会覆盖到i，就可能会导致死循环

但这个代码的结果是跟编译器的运行环境有关，不同的编译环境i和arr之间的空间是不同的，有的是没有，有的是一个，而vs2019恰好是2个。

为了接下来模拟strcpy和strlen函数的具体实现，我们先来了解const

3.const的作用

先来展示一段代码

//const的作用
void test1()
{
	int n = 10;
	int m = 20;
	int* p = &n;
	*p = 20;//ok
	p = &m; //ok
}
void test2()
{
	//代码2
	int n = 10;
	int m = 20;
	const int* p = &n;
	*p = 20;//error
	p = &m; //ok
}
void test3()
{
	int n = 10;
	int m = 20;
	int* const p = &n;
	*p = 20;  //ok
	p = &m; //error
}
int main()
{
	//测试无cosnt的
	test1();
	//测试const放在*的左边
	test2();
	//测试const放在*的右边
	test3();
	return 0;
}

总结：

const修饰指针变量的时候：

1. const如果放在*的左边，修饰的是指针指向的内容，保证指针指向的内容不能通过指针来改变。但是指针变量本身（p）可指向其他变量(地址)。
   如下面strcpy中的const，避免我们把内容拷贝反了。

2. const如果放在*的右边，修饰的是指针变量本身，保证了指针变量不能指向其他变量(地址)，但是指针指向的内容(*p)，可以通 过指针解引用改变。

4.模拟实现库函数：strcpy

#include<assert.h>
//const修饰代表*source指向的内容不能被改变
char* my_strcpy(char* dest, const char* source)
{
	//断言，避免空指针的拷贝和保证指针的有效性
	assert(dest && source);//dest!=NULL
	char* ret = dest;//保留dest数组的起始位置，并返回
	//把source中的字符内容拷贝到dest中，包括\0
	while (*dest++ = *source++)
	{
		;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	char arr1[] = "I love you";
	char arr2[20] = { 0 };
	printf("%s\n", my_strcpy(arr2, arr1));
	return 0;
}

我们成功实现了strcpy函数

下面，我们同理可以实现strlen函数

5.模拟实现库函数：strlen

int my_strlen(const char* str)
{
	assert(str != NULL);
	int count = 0;
	while (*str) //等价于*str!='\0'
	{
		count++;
		str++;
	}
	return count;
}
int main()
{
	char arr[] = "abcdef";
	printf("%d\n", my_strlen(arr));
	return 0;
}

希望以上内容能给你带来收获！Lucky！