【C语言系列】VS实用调试技巧
原创【C语言系列】VS实用调试技巧
原创
一、什么是BUG
BUG现在一般指在电脑系统或程序中，隐藏着的一些未被发现的缺陷或问题，简称程序漏洞。
介绍BUG的来源： “Bug” 的创始⼈格蕾丝·赫柏（Grace MurrayHopper），她是⼀位为美国海军工作的电脑专家，1947年9月9日，格蕾丝·赫柏对Harvard MarkII设置好17000个继电器进行编程后，技术人员正在进行整机运行时，它突然停止了工作。于是他们爬上去找原因，发现这台巨大的计算机内部⼀组继电器的触点之间有⼀只飞蛾，这显然是由于飞蛾受光和热的吸引，飞到了触点上，然后被高电压击死。所以在报告中，赫柏用胶条贴上飞蛾，并把“bug”来表示“⼀个在电脑程序里的错误”，“Bug”这个说法⼀直沿用到今天。
二、什么是调试（debug）?
找问题的过程称为调试，英文叫debug(消灭BUG)的意思。
调试⼀个程序，首先是承认出现了问题，然后通过各种手段去定位问题的位置，可能是逐过程的调试，也可能是隔离和屏蔽代码的方式，找到问题所的位置，然后确定错误产生的原因，再修复代码，重新测试。
三、Debug和Release
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,以便于用户更好地使用。 Debug版本：
Release版本：
两者对比之下，可以看出Relese版本比Debug版本的内存更小，说明Relese版本对程序进行了优化。
四、VS调试快捷键
4.1环境准备
环境准备时应把VS设置为Debug版本,如图所示：
4.2调试快捷键
调试最常使用的几个快捷键： F9：创建断点和取消断点 断点的作用是可以在程序的任意位置设置断点，打上断点就可以使得程序执行到想要的位置暂定执行，接下来我们就可以使⽤F10，F11这些快捷键，观察代码的执行细节。 条件断点：满足这个条件，才触发断点 F5：启动调试，经常用来直接跳到下⼀个断点处，一般是和F9配合使用。 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。 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。在函数调用的地方，想进入函数观察细节，必须使用F11，如果使用F10，直接完成函数调用。 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。 VS更多快捷键了解：http://blog.csdn.net/mrlisky/article/details/72622009 注：这里使用了MrLisky的博客，非本篇文章作者所写！！！
五、监视和内存观察
在调试的过程中我们，如果要观察代码执行过程中，上下文环境中的变量的值，我们可以通过以下方法观察。 注：这里所提到的方法的前提条件是都必须先调试后进行观察 以下面代码为例：
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = { 0 };
int num = 100;
char c = 'w';
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
arr[i] = i;
}
return 0;
}5.1监视
开始调试后，在菜单栏中【调试】->【窗口】->【监视】，打开任意⼀个监视窗口，输⼊想要观察的对象即可。 ①打开调试窗口：
②在监视窗口中观察：
5.2内存
如果监视窗口看的不够仔细，也是可以观察变量在内存中的存储情况，还是在【调试】->【窗口】->【内存】 ①打开内存窗口：
②在内存窗口中观察数据：
通常我们可以设置为4列即可 在打开内存窗口后，要在地址栏输入：arr，&num，&c，这类地址，就能观察到该地址处的数据。
除此之外，在调试的窗口中还有：自动窗口，局部变量，反汇编、寄存器等窗口。
六、调试示例1
求 1!+2!+3!+4!+...10! 的和，请看下面的代码： 修改前的代码：
int main()
{
int n = 0;
int i = 1;
int sum = 0;
for(n=1; n<=10; n++)
{
for(i=1; i<=n; i++)
{
ret *= i;//通过调试后发现ret未定义
}
sum += ret;
}
printf("%d\n", sum);
return 0;
}
//这里的运⾏结果应该是错的调试时报错：
这里仔细检查后发现ret未定义。 修改后代码：
#include <stdio.h>
//写⼀个代码求n的阶乘
int main()
{
int n = 0;
int i = 0;
int sum = 0;
for(n = 1;n <= 3;n++ )
{
int ret = 1;//修改:这里要创建一个变量ret
for(i = 1;i <= n;i++)
{
ret *=i;
}
sum += ret;
}
printf("%d\n",sum);
return 0;
}七、调试示例2
下面的示例要在VS2022 X86 Debug下（特定环境下），不做任何优化，进行调试。 修改前代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
//0 ~ 9
//越界访问
for(i = 0; i <= 12;i++)
{
arr[i] = 0;
printf("hehe\n");
}
return 0;
}调试时报错：
这里调试时arr[i] =10之后，下一次循环arr[i] = 随机值，说明这里越界访问。
修改后代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
int i = 0;
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
//0 ~ 9
//越界访问
for(i = 0; i <= 9;i++)
{
arr[i] = 0;
printf("hehe\n");
}
return 0;
}这个示例的本质问题就是：越界访问
八、调试示例3：扫雷
扫雷游戏的代码： game.c
#include "game.h"
void InitBoard(char board[ROWS][COLS], int rows, int cols, char set)
{
int i = 0;
for (i = 0; i < rows; i++)
{
int j = 0;
for (j = 0; j < cols; j++)
{
board[i][j] = set;
}
}
}
void DisplayBoard(char board[ROWS][COLS], int row, int col)
{
int i = 0;
printf("-------扫雷游戏-------\n");
for (i = 0; i <= col; i++)
{
printf("%d ", i);
}
printf("\n");
for (i = 1; i <= row; i++)
{
printf("%d ", i);
int j = 0;
for (j = 1; j <= col; j++)
{
printf("%c ", board[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
void SetMine(char board[ROWS][COLS], int row, int col)
{
//布置10个雷
//⽣成随机的坐标，布置雷
int count = EASY_COUNT;
while (count)
{
int x = rand() % row + 1;
int y = rand() % col + 1;
if (board[x][y] == '0')
{
board[x][y] = '1';
count--;
}
}
}
int GetMineCount(char mine[ROWS][COLS], int x, int y)
{
return (mine[x-1][y]+
mine[x-1][y-1]+
mine[x][y - 1]+
mine[x+1][y+1]+
mine[x+1][y]+
mine[x+1][y+1]+
mine[x][y+1]+
mine[x-1][y+1] - 8 * '0');
}
void FindMine(char mine[ROWS][COLS], char show[ROWS][COLS], int row, int col)
{
int x = 0;
int y = 0;
int win = 0;
while (win <row*col- EASY_COUNT)
{
printf("请输⼊要排查的坐标:>");
scanf("%d %d", &x, &y);
if (x >= 1 && x <= row && y >= 1 && y <= col)
{
if (mine[x][y] == '1')
{
printf("很遗憾，你被炸死了\n");
DisplayBoard(mine, ROW, COL);
break;
}
else
{
//该位置不是雷，就统计这个坐标周围有⼏个雷
int count = GetMineCount(mine, x, y);
show[x][y] = count + '0';
DisplayBoard(show, ROW, COL);
win++;
}
}
else
{
printf("坐标⾮法，重新输⼊\n");
}
}
if (win == row * col - EASY_COUNT)
{
printf("恭喜你，排雷成功\n");
DisplayBoard(mine, ROW, COL);
}
}game.h
#pragma once
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define EASY_COUNT 10
#define ROW 9
#define COL 9
#define ROWS ROW+2
#define COLS COL+2
//初始化棋盘
void InitBoard(char board[ROWS][COLS], int rows, int cols, char set);
//打印棋盘
void DisplayBoard(char board[ROWS][COLS], int row, int col);
//布置雷
void SetMine(char board[ROWS][COLS], int row, int col);
//排查雷
void FindMine(char mine[ROWS][COLS], char show[ROWS][COLS], int row, int col);test.c
#include "game.h"
void menu()
{
printf("***********************\n");
printf("***** 1. play *****\n");
printf("***** 0. exit *****\n");
printf("***********************\n");
}
void game()
{
char mine[ROWS][COLS];//存放布置好的雷
char show[ROWS][COLS];//存放排查出的雷的信息
//始化棋盘
//1. mine数组最开始是全'0'
//2. show数组最开始是全'*'
InitBoard(mine, ROWS, COLS, '0');
InitBoard(show, ROWS, COLS, '*');
//打印棋盘
//DisplayBoard(mine, ROW, COL);
DisplayBoard(show, ROW, COL);
//1. 布置雷
SetMine(mine, ROW, COL);
//DisplayBoard(mine, ROW, COL);
//2. 排查雷
FindMine(mine, show, ROW, COL);
}
int main()
{
int input = 0;
srand((unsigned int)time(NULL));
do
{
menu();
printf("请选择:>");
scanf("%d", &input);
switch (input)
{
case 1:
game();
break;
case 0:
printf("退出游戏\n");
break;
default:
printf("选择错误，重新选择\n");
break;
}
}while(input);
return 0;
}这个游戏代码可以下来自己实现，调试下，有助于促进我们写代码的能力。 在数组传参，调试进入函数，如何在监视窗口观察数组的内容：数组名，n的形式。
九、编程常见错误归类
9.1编译型错误
编译期间发现的，一般是语法问题。 一般去看错误提示信息，是能够找到一些蛛丝马迹的，双击错误信息能够跳转到附近。
9.2链接型错误
连接期间发现的，通常的错误有：头文件没包含，拼写错误，标识符（或引用库）确实不存在等。 这类错误一般都是分析错误信息中的符号名，找是否真实存在。
9.3运行时错误
①没有语法问题 ②没有链接问题 ③程序运行起来了 但是结果是错误的，这就是运行时错误，这个错误是千变万化的，只能通过调试的方式解决问题。
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