C语言第十三弹---VS使用调试技巧-编程知识

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VS调试技巧

1、什么是bug

2、什么是调试（debug）？

3、Debug和Release编辑

4、VS调试快捷键

4.1、环境准备

4.2、调试快捷键

5、监视和内存观察

5.1、监视

5.2、内存

6、调试举例1

7、调试举例2

8、编程常见错误归类

8.1、编译型错误

8.2、链接型错误

8.3、运行时错误

总结

1、什么是bug

bug本意是“昆虫”或“虫子”，现在⼀般是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。

“Bug” 的创始人格蕾丝·赫柏（Grace Murray Hopper），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 Mark II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。

2、什么是调试（debug）？

当我们发现程序中存在的问题的时候，那下⼀步就是找到问题，并修复问题。

这个找问题的过程叫称为调试，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。

3、Debug和Release

在VS上编写代码的时候，就能看到有 debug 和 release 两个选项，分别是什么意思呢？

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；

程序员在写代码的时候，需要经常性的调试代码，就将这里设置为 debug ，这样编译产⽣的是 debug 版本的可执⾏程序，其中包含调试信息，是可以直接调试的。

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。当程序员写完代码，测试人员再对程序进行测试，直到程序的质量符合交付给用户使用的标准，这个时候就会设置为 release ，编译产生的就是 release 版本的可执行程序，这个版本是用户使用的，无需包含调试信息等。

对比可以看到从同⼀段代码，编译生成的可行文件的大小，release版本明显要小，而debug版本明明显大。

4、VS调试快捷键

那程序员怎么调试代码呢？

4.1、环境准备

首先是环境的准备，需要⼀个支持调试的开发环境，推荐使用VS，应该把VS上设置为Debug,如下图

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。

注：如果是笔记本没有外接键盘需要加Fn键。如果Fn键是亮灯的则只需点击一次，之后就可以用这些快捷键，如果不是亮灯的就需要同时按。

VS更多快捷键了解： VS快捷键

5、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，有哪些方法呢？

这些观察的前提条件⼀定是开始调试后观察，比如：

#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就⾏。

打开监视窗⼝：

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】

打开内存窗口：

在内存窗口中观察数据：

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，自行验证使用⼀

下。

6、调试举例1

求 1!+2!+3!+4!+...10! 的和，请看下面的代码：

#include <stdio.h>
//写⼀个代码求n的阶乘
int main()
{int n = 0;scanf("%d", &n);int i = 1;int ret = 1;for(i=1; i<=n; i++){ret *= i;}printf("%d\n", ret);return 0;
}
//如果n分别是1,2,3,4,5...10,求出每个数的阶乘，再求和就好了
//在上⾯的代码上改造
int main()
{int n = 0;int i = 1;int sum = 0;int ret=1;for(n=1; n<=10; n++){for(i=1; i<=n; i++){ret *= i;}sum += ret;}printf("%d\n", sum);return 0;
}
//运⾏结果应该是错的？

调试找⼀下问题。

此处调试是动态画面不太好截图，博主的方式是在44行打断点，进行调试sum和ret，在此可以知道ret在计算完一次阶层之后数值没变，导致不能正确计算每个阶层的值。解决办法是在第二个循环之前将ret置为1才是正确答案。(计算一个阶层的值需要将ret置为1)

#include<stdio.h>
int main()
{int n = 0;int i = 1;int sum = 0;int ret = 1;for (n = 1; n <= 10; n++){ret = 1;for (i = 1; i <= n; i++){ret *= i;}sum += ret;}printf("%d\n", sum);return 0;
}

7、调试举例2

在VS2022、X86、Debug 的环境下，编译器不做任何优化的话，下面代码执行的结果是啥？

#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;
}

程序运行，死循环了，调试看看为什么？

调试可以上面程序的内存布局如下：

1. 栈区内存的使用习惯是从高地址向低地址使用的，所以变量i的地址是较大的。arr数组的地址整体是小于i的地址。

2. 数组在内存中的存放是：随着下标的增长，地址是由低到高变化的。所以根据代码，就能理解为什么是左边的代码布局了。如果是左边的内存布局，那随着数组下标的增长，往后越界就有可能覆盖到i，这样就可能造成死循环的。

这里肯定有uu有疑问：为什么 i 和arr数组之间恰好空出来2个整型的空间呢？这里确实是巧合，在不同的编译器下可能中间的空出的空间大小是不⼀样的，代码中这些变量内存的分配和地址分配是编译器指定的，所以不同的编译器之间就有差异了。所以这个题目是和环境相关的。