C语言——实用调试技巧

Stewie Lee

已于 2024-09-05 09:30:03 修改

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分类专栏： C语言文章标签： c语言服务器开发语言

于 2024-01-16 14:14:07 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/stewie6/article/details/135437070

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一、为什么漏洞叫bug

为什么漏洞的英文是bug，众所周知bug有虫子的意思，这其实有一个很有名的故事。

1947年，计算机科学的先驱格蕾丝·霍普（Grace Hopper）和她的团队在使用哈佛大学的马克二电脑时，发现了一个故障。他们检查机器时，在其中一个继电器里找到了一只飞蛾，这只飞蛾卡在了机器的部件中，导致电脑出错。他们将这只飞蛾移除，并在日志中记录了这个事件，写下了"bug"这个词。

因此，这个词就被用来形象地描述导致技术设备或软件出现问题的缺陷。

然而，值得注意的是，"bug"这个词作为故障的隐喻使用，其实早在电脑和电子设备之前就已经存在了。例如，19世纪的发明家托马斯·爱迪生就在他的通信中使用了"bug"这个词来描述一些技术上的难题或者故障。因此，虽然霍普的故事让这个词变得更加知名，但它作为技术故障的同义词在电脑产生之前就已经被使用了。

对应的debug就变成了调试。

有趣的是在许多编程编辑器和编译器中，调试（debugging）功能的图标常常采用一只虫子的形象。由于“debugging”字面意思就是“除虫”，因此使用虫子作为图标既幽默又形象地反映了这一过程——即检测并修复编程代码中的bug。

二、调试是什么

调试(debug/debugging)是软件开发中的一个关键过程，它涉及识别、检查、定位和修正软件程序中的错误或称为“bug”的缺陷。调试的目的是确保程序按照期望正确运行，并且解决任何可能导致程序崩溃、产生不正确结果或者表现出不预期行为的问题。

调试是一个可能既复杂又耗时的过程，它需要程序员有良好的逻辑思维能力、对代码的深入理解以及对可能出现问题的系统部分有敏锐的洞察力。通过调试，开发者能够确保软件的质量，提升用户体验，减少未来可能出现的问题。

程序员在进行代码调试的时候可以被比喻为侦探。每一段代码都像是一个潜在的线索，每一个异常都可能是犯罪现场的蛛丝马迹。当程序不按预期运行时，程序员就要开始他们的侦探工作，仔细检查代码库，寻找导致问题的源头。
他们会审查变量、跟踪函数调用、监视内存使用情况，并且利用断点来逐步执行代码，就像侦探在犯罪现场搜集证据一样。他们需要逻辑推理和细致观察，推敲每一个逻辑分支，解读每一行代码背后的意图，以期揭开导致软件故障的秘密。
调试的过程充满了挑战，它要求程序员不仅要有深厚的技术知识，还要有像侦探一样的耐心和洞察力，以便能够解决那些最棘手的编程之谜。

是否曾有过长时间埋首于代码，却苦于无法定位那个狡猾的错误？是否曾经用尽目力审视每一行代码，试图捕捉那个潜藏的bug？是否因为无法追踪到问题的根源而感到挫败？让我们一起尝试这种更好用的调试方法吧！

三、调试

这里用的编译器是Visual Studio 2022

1、调试基本步骤

(1)发现程序错误
(2)以隔离、消除等方式对错误进行定位
(3)确定错误产生的原因
(4)提出纠正错误的解决方法
(5)对程序错误予以改正、重新测试

2、debug和release的区别

debug称为调试版本，它包含调试信息，并且不做任何优化，以便程序员调试程序。

release称为发布版本，它通常是进行了各种优化，使得程序在代码大小和运行速度上都是最优的，以便用户很好地使用。

在选择debug版本后运行程序，对应的路径下就会产生debug文件夹：

debug文件夹中有相关可执行程序：

在选择release版本后运行程序，对应的路径下就会产生release文件夹：

release文件夹中有相关可执行程序：

可以看到release版本的可执行程序内存大小更小，因为它没有包含各种包含调试信息。所以在release版本下是没法正常调试的。

#include <stdio.h>

int main()
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", i);
	}
	return 0;
}

如果选择release版本，再进行调试，监视局部变量时会发现：

如果选择debug版本，再进行调试，监视局部变量时是正常的：

而且在release版本下是无法进行逐步调试的，程序会直接运行跳过很大一个代码块。不只有这些区别，在反汇编等方面也有一些区别。

所以我们在进行调试时要选择debug版本。

3、调试相关的快捷键

F5

启动调试，经常是用来直接跳到下一个断点处。

F9

创建断点和取消断点。

在程序中设置断点是调试过程的一个基本而强大的功能。断点的作用主要包括：

暂停执行：断点允许程序员指定一个特定的代码位置，当程序执行到这个位置时，它会暂停运行。这意味着可以在代码执行到某一行时立即停下来，而不是等到程序完全运行结束或者出现错误后才停止。
检查程序状态：一旦程序暂停，程序员可以检查和评估程序的当前状态，包括变量的值、内存状态、调用栈和其他重要的调试信息。这有助于了解程序的行为和查找可能出错的原因。
控制执行流程：通过设置断点，程序员可以控制程序执行的流程，逐步执行（stepping）代码来观察程序的每一步行为，这有助于识别出问题发生的确切位置。
条件调试：许多调试工具允许设置条件断点，即只有当满足特定条件时，程序才会在断点处暂停。这使得调试工作更加高效，尤其是在处理需要在特定情况下才出现的错误时。
减少调试时间：通过合理地放置断点，程序员可以快速跳过他们确定没有问题的代码部分，直接关注可能出现问题的区域，这样可以节省寻找bug的时间。