【C语言】实用调试技巧与const函数提升代码健壮性

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关于vs的一些简单调试

• • 1. 什么是bug？
  • 2. 调试是什么？有多重要？
  • • 2.1 调试是什么？
    • 2.2 调试的基本步骤
    • 2.3 Debug和Release的介绍。
  • 3. Windows环境调试介绍
  • • 3.1 调试环境的准备
    • 3.2 学会快捷键
    • 3.3 调试的时候查看程序当前信息
  • 4.多多动手，尝试调试，才能有进步。
  • 5. 一些调试的实例
  • • 5.1 实例一
    • 5.2 实例二
  • 6. 如何写出好（易于调试）的代码。
  • • 6.1 优秀的代码：
    • 6.2 示范：
    • • assert函数
      • const修改
      • const修饰指针
      • 小练习利用上述知识实现my_strlen函数
  • 7. 编程常见的错误
  • • • 7.1 编译型错误
      • 7.2 链接型错误
      • 7.3 运行时错误

1. 什么是bug？

第一次被发现的导致计算机错误的是一直飞蛾误入计算机内部，也是第一个计算机程序错误。

2. 调试是什么？有多重要？

所有发生的事情都一定有迹可循，如果问心无愧，就不需要掩盖也就没有迹象了，如果问心有愧，
就必然需要掩盖，那就一定会有迹象，迹象越多就越容易顺藤而上，这就是推理的途径。
顺着这条途径顺流而下就是犯罪，逆流而上，就是真相。

一名优秀的程序员是一名出色的侦探。

每一次调试都是尝试破案的过程。

我们是如何写代码的？

又是如何排查出现的问题的呢？

拒绝-迷信式调试！！！！

2.1 调试是什么？

调试（英语：Debugging / 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。

2.2 调试的基本步骤

• 发现程序错误的存在
• 以隔离、消除等方式对错误进行定位
• 确定错误产生的原因
• 提出纠正错误的解决办法
• 对程序错误予以改正，重新测试

2.3 Debug和Release的介绍。

Debug通常称为调试版本 ，它包含调试信息，并且不作任何优化，便于程序员调试程序。
Release*称为发布版本 ，它往往是进行了各种优化，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。

3. Windows环境调试介绍 3.1 调试环境的准备

在环境中选择 debug 选项，才能使代码正常调试。

3.2 学会快捷键

最常使用的几个快捷键：
F5

启动调试，经常用来直接跳到下一个断点处。

F9

创建断点和取消断点
断点的重要作用，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执行，继而一步步执行下去。
在程序中设置断点后程序执行到该位置会停止，主要作用就是避免重复调试。
断点窗口：断点在程序执行的过程也可以及时的添加，同时也可以取消或暂时取消断点如下图

当我们执行程序的时候假设循环10000次我们怀疑第1000次出现问题难道我们要一次次f10，f11么？
显然不可取，可以再选完断点后右键添加条件

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，或者是一条语句。
遇到函数会直接执行完函数，不会进入到函数内部一点点调试。

F11

逐语句，就是每次都执行一条语句，但是这个快捷键可以使我们的执行逻辑进入函数内部（这是最
长用的）。

CTRL + F5

开始执行不调试，如果你想让程序直接运行起来而不调试就可以直接使用。

更多快捷键点我.

3.3 调试的时候查看程序当前信息

一定是要在程序执行中的情况下也就是有断点或者f11，f10的情况下

‘’88

监视窗口：可以监视一些合理的表达式

自动窗口：会自动的显示可能要查看的数据
通常还是监视窗口用的多

局部变量：程序执行到当前位置时上下环境中的局部变量

内存：
内存数据是16进制的
编译器翻译文本是翻译2进制的

反汇编：（右击鼠标也可以选择反汇编）
展示的是每条c语言代码翻译的汇编代码


**调用堆栈 **
注意是从顶向下放元素，函数结束是从上面一个一个往出走

4.多多动手，尝试调试，才能有进步。

• 一定要熟练掌握调试技巧。
• 初学者可能80%的时间在写代码，20%的时间在调试。但是一个程序员可能20%的时间在写
• 程序，但是80%的时间在调试。
• 我们所讲的都是一些简单的调试。
• 以后可能会出现很复杂调试场景：多线程程序的调试等。
• 多多使用快捷键，提升效率。

5. 一些调试的实例 5.1 实例一

实现代码：求 1！+2！+3！ …+ n! ；不考虑溢出。

int main()
{
	int n = 0;
	scanf("%d", &n);//3
	//1! + 2! + 3!
	// 1   2   6 = 9
	//1*2*..*n
	int i = 0;
	int ret = 1;
	int sum = 0;
	int j = 0;
	for (j = 1; j <= n; j++)
	{
		ret = 1;
		for (i = 1; i <= j; i++)
		{
			ret *= i;
		}
		sum += ret;
	}
	printf("%d\n", sum);
	return 0;
}
//输出 
3
15
错哪了？

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

• 首先推测问题出现的原因。初步确定问题可能的原因最好。
• 实际上手调试很有必要。
• 调试的时候我们心里有数。

经调试发现ret没有及时清空值改正

5.2 实例二

int main()
{
	int i = 0;
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

	//0-9
	for (i = 0; i <= 12; i++)
	{
		arr[i] = 0;
		printf("hehe\n");
	}
	//代码运行的结果是什么？

	return 0;
}
hehe
无限个 死循环了

以下是正常数组赋值结束

以下是越界赋值

再执行一步



i与arr数组之间是一定空两个地址么？
未必可能空一个两个甚至更多甚至不空，本题空两格是巧合，主要是编译器决定的博主用的是vs2019.

修改方法
如果先定义arr后创建i就不会有这个错误了
因为栈区是先创建使用高地址空间，再创建使用低地址空间

但是还是会报数组越界的错误，但是就奇怪了之前明明不报错，怎么改过来还报错呢？

哈哈，其实没改之前的代码因为一直打印hehe死循环没机会报错，如果不是死循环立刻就会报错。

6. 如何写出好（易于调试）的代码。 6.1 优秀的代码：

1. 代码运行正常
2. bug很少
3. 效率高
4. 可读性高
5. 可维护性高
6. 注释清晰
7. 文档齐全

常见的coding技巧：

1. 使用assert
2. 尽量使用const
3. 养成良好的编码风格
4. 添加必要的注释
5. 避免编码的陷阱。

6.2 示范：

模拟实现库函数：strcpy
如下是strcpy函数作用

#include 
#include 
int main()
   {
	char arr1[20] = "xxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "hello";
	strcpy(arr1, arr2);
	printf("%s\n", arr1);//hello 通过内存我们发现arr2中的"/0"也拷贝了
	return 0;
}

如下是我们自己写的模拟函数my_strcpy

//1.
void my_strcpy(char* dest, char* src)
{
	while (*src != ')'*
	{
		=dest * ;src++
		dest;++
		src;}
	*
	=dest * ;src// '}'的拷贝int
main
( )char[
   {
	20 arr1]="xxxxxxxxxx" ; char[
	] arr2="hello" ; my_strcpy(
	,)arr1; arr2printf(
	"%s\n",); arr1//helloreturn0
	; }//2.改写1
void
my_strcpy
( char*,char dest* )while src(
{
	* !=')'src * ++=
	{
		*dest++ ; }src*=
	*
	;dest } //3.改写2srcvoid
my_strcpy
(
char *,char* dest) while( src*
{
	++ =*dest++ ) //这种写法第一次判断h，h是正数所以通过，并且赋值src//一直到判断‘;’，ascll码是0结束循环//空指针是不能进行解引用 *** 作的}
	{                      }
		//修改上面的my_strcpy函数                  //添加了不允许传值为NULL
	//并且返回值为char*
//strcpy 这个库函数 其实返回的是目标空间的起始地址

那么这就是最后的了么？

不对如上代码中还有const，同时返回类型为char* ，而且当传空值时my_strcpy(NULL, arr2);代码会崩掉
所以至少还有3处可以优化。

assert函数

#
include

char
*my_strcpy (
char* ,char*) dest// char* 其实返回的是目标空间的起始地址 assert ( src!= NULL
{
	);src //断言  为真什么都不会发生，为假立刻显示出错 assert(!=NULL
	);dest //断言 char*=;
	while( ret * dest++
	= *++dest) ; //hello的拷贝src}return
	{
		;//返回目标空间的起始地址
	}

	# retinclude
char

当检测到有空值时会立刻这样并返回对应出错的行号

const修改

*my_strcpy (
char* ,constchar* dest)//添加了const assert ( src!=NULL
{
	);src //断言  为真什么都不会发生，为假立刻显示出错 assert(!=NULL
	);dest //断言 char*=;
	while( ret * dest++
	= *++dest) ; //hello的拷贝src}return
	{
		;//返回目标空间的起始地址
	}

	为什么要添加const呢？ ret//把src指向的内容拷贝放进dest指向的空间中//从本质上讲，希望dest指向的内容被修改，src指向的内容不应该被修改
#

include
假如上述题中while 中的条件(*src++ = *dest++)
想交换的值写反了，这样交换就会发生数组越界异常，当我们写代码时编译器不报错导致我们来来回回改很麻烦对于上题

char
*my_strcpy (
char* ,constchar* dest)assert ( != srcNULL
{
	);src assert (!=NULL
	);dest char *=;
	while( ret * dest++
	= *++src) //拷贝对象写反了 //这时候编译器就会报错了，对于本题而言*src是不允许改变的dest;//至于为何且听我娓娓道来}
	{						return
		;                   }
	const

	int retmain
(

const修饰指针

仔细观察以下代码

我们都知道)修饰的值是不允许更改的
//1.err constint=
{
	10
	; //const 修饰变量，这个变量就被称为常变量,不能被修改，但是本质上还是变量 a = 12;printf
	a ( "a =%d\n",
	);//2.改值成功const aint=

	10
	; int a * =&
	;* p = 20a;
	}p int main(
)

上述代码违背了const的初衷啊本来是不能更改的
竟然用指针改掉了

int =10;
{
	int a * =&
	;* p = 11a;
	printfp ( "a =%d\n",
	);//很显然输出的是11}aintmain(

)

//	const修饰指针变量的时候 //	const 如果放在*的左边，修饰的是*p,表示指针指向的内容，是不能通过指针来改变的//	但是指针变量本身是可以修改的int
{
=
10
;
	const a int *=
	& ;* p = 11a;
	//编译报错p int =12 ;
	= b & ;//修改的p变量  即p指向b的地址
	p printf (b"a =%d\n",
	);}int amain(

)

//	const修饰指针变量的时候 //	const 如果放在*的右边，修饰的是指针变量p,表示指针变量不能被改变//	但是指针指针的内容，可以被改变int
{
=
10
;
	int a * const=
	&; * p = 11a;
	intp = 12;
	= b & ;//编译报错
	p printf (b"a =%d\n",
	);}int amain(

)

//无论*p还是变量p全部不能修改 int=10
{
    ;
	const a int *const
	= &; * p = 11a;
	//编译报错p int =12;
	= b & ;//编译报错
	p printf (b"a =%d\n",
	);}总结助记： aconstint
*

=

& ;int p const *a=等同于 & ;const p int *a=
& ;//当const向左靠近*时修饰的是*p p int *aconst=
&; //当const向左靠近p时修饰的是p p const inta*const
= &; //无论*p还是变量p全部不能修改 p int consta*const

如果是二级指针呢？
* const= &; //第一个const修饰的是**p p //第二个const修饰的是*p //第三个const修饰的是pa//利用上述知识重新实现strlen（）函数
//size_t无符号整形 这样永远返回正数更符合本题
my_strlen
(

小练习利用上述知识实现my_strlen函数

const

char
size_t *)assert ( !=  arrNULL
{
	);arr //assert(arr);直接这样写就行arr为空为0自动跳出 =0;
	while
	size_t conut ( *!=
	')'++;arr ++ ; }
	{
		arrreturn;
		conut}//模拟实现strlen
	#
	include conut#
include
 


intmain 
() char
[ ]="lovejjy"
{
	} arr;printf ( {"%d",my_strlen
	(NULL));}

7. 编程常见的错误 7.1 编译型错误

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。

7.2 链接型错误

看错误提示信息，主要在代码中找到错误信息中的标识符，然后定位问题所在。一般是标识符名不
存在或者拼写错误。

7.3 运行时错误

借助调试，逐步定位问题。最难搞。