C语言初阶——实用调试技巧

北海

发布于 2023-07-01 10:47:04

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发布于 2023-07-01 10:47:04

🔒前言

调试是我们每个程序员都必备的技能之一，调试能在程序逐步运行过程中锁定目标变量，找出问题，解决问题。我们一般把程序中的运行问题称为 "Bug" ，Bug是程序员一生之敌；正所谓一物降一物，面对Bug，我们有调试，只要调试玩的溜，Bug就无所遁形。👾👾👾

动图原作者：@我的邻居全是猫

世界上第一个Bug，一只夹死在大型计算机中的飞蛾

🔐正文

我们的调试环境：VS2019，当然VS系列方法都大同小异，掌握核心方法就行了。

🗝️Release与Debug

Release 为发布版本，用户使用的程序就是这个版本；Debug 则是调试版本，是我们程序员使用的开发版本，两者的最大区别：是否对代码进行了优化。

Release版本是经过编译器优化后的版本，去除了很多对用户来说无用的功能，因此Release版本大小要小于Debug版本，同时代码在运行速度上也要优于开发版本。

Debug版本最大优势就是能随便调试，各项开发功能功能齐全，因此找Bug都是在这个版本中进行的。Release版本会对代码进行优化，因此某些开发版本中的Bug可能不会在发布版本中复现，测试人员用的是Release版本，大概率是不会让用户找Bug的，除非某UI。

🗝️常用快捷键

我们的键盘最顶部有一排 Fx 键，这些都是辅助功能键，因为用户用的少，所以大多数厂商都会把这些辅助功能键映射成不同的功能（大多数笔记本自带键盘），比如音量+ - 亮度调节等。而我们开发人员需要用到这些辅助键，因此首先我们要把这些映射状态解除，不同品牌解除方法可能略有差异，联想拯救者的解除方法是 Fn+Esc，这样我们就能愉快的在VS中使用快捷键了。

🔑Ctrl+F5 开始执行不调试

这个快捷键的作用是直接开始执行程序，不进入调试模式，一般用于验证程序的执行情况。

🔑F5 进入调试模式

F5 一般和 F9断点搭配使用，当断点创建后，按F5就可以直接跳到断点处，当然直接使用 F5也是可以进入我们的调试模式的。如果程序没有输入环节，我们的 F5调试会直接执行完程序的。

🔑F9 创建断点

F9 作用就是创建断点，一般是和F5 配合使用，比如我们的程序有30行（假设没有输入语句），但我们想查看20行的变量情况，只需要在20行创建一个断点，然后再按F5 就可以了，程序执行到第20行就会自动停止。当然断点也能用来跳过无用的循环，只需要在创建的断点上右击断点添加条件即可，提高调试效率。

创建断点的方法（两种）： 1.直接鼠标左击想要停止语句所对应的左侧灰色区域。

2.鼠标点击目标语句，确保处于选定状态，按F9即可创建断点。

🔑F10 逐过程调试（不会进入函数内部）

F10 的作用是可以一步步的进行调试，在调试状态下，按一下F10，程序就走一步，如此重复。因为F5 进入的调试模式，如果没有输入语句或断点截停，程序可能会直接执行完，不利于调试观察，因此我们一般使用F10 进入调试模式，一步一步的走，F5 还得搭配 F9使用。如果遇到函数的话，按F10 并不会进入到函数内部，而是直接出结果，因此如果我们想要实现真正的逐语句调试，还得看F11（后面会介绍的）。

🔑F11 逐语句调试（会进入函数内部）

F11 才是真正意义上的逐步调试，使用F11 可以很仔细的观察到程序的走向，同时F11 能进入函数内部（函数是C语言程序的重要组成部分），因此我们一般使用F10 唤起调试模式，F11 进行调试

🔑小结

以上便是我们在调试时常用的几个快捷键，灵活使用就能很好的进行调试找错。F5 一般是在有断点的情况下使用，而断点是用来跳过无用语句或循环的，F10 是在不想进入函数时使用，F11 则是非常详细的进行调试，会进入函数内部。推荐使用F10 或F11 进入调试模式，而不是F5，避免程序一闪而过。当然VS中还有很多快捷键，比如Ctrl+k+c 注释代码，Ctrl+k+u 取消注释，这里推荐一篇博客，里面介绍了很多快捷键：VS中常用的快捷键_MrLisky的博客-CSDN博客_vs快捷键

🗝️调试中的各种信息

现在我们已经能进入调试并使用调试了，那么调试中的各种窗口信息又该怎么看呢？ 下面让我给大家简单介绍几个常用窗口：

🔑监视窗口

这个窗口主要是用来监视各种变量、表达式的值变化的，也是最常用的窗口之一。

当我们设好监视值后，就可以按F10 或F11 来观察变量的变化情况，当然监视窗口内的监视值可以随时改变，也可以在调试过程中唤出监视窗口，使用都很自由。

🔑自动窗口与局部变量

这两个窗口就是监视窗口的改版，偏向于半自动化，但是不如监视窗口自由。

🔑内存窗口

内存窗口主要是用来查看变量在内存中的地址信息的，对于指针的纠错需要时刻观察指向地址。

🔑反汇编窗口

汇编代码出现于高级语言之前，这种夹杂着机器语言和汇编指令组成的代码比较难懂，但电脑能快速读懂，运行速度是极快的。

想要读懂汇编代码需要经过一定的学习，在某些场景下，汇编代码更能展示代码实现逻辑。

🔑寄存器

寄存器是指有限存贮容量的高速存贮部件，寄存器位于CPU上，通常用来存储反复使用的数据。

其实还有很多窗口，比如调用堆栈、线程、进程等，但目前还用不上，因此没有做介绍。

🗝️调试实例

现在我们已经对调试有一定的了解了，话不多说，直接把问题程序拿出来调试一下！

代码如下：

猜猜运行结果是什么？栈溢出，报错？还是直接运行失败？

答案都不是，是死循环!

当然这个死循环是需要条件的：1.在VS内 2.x86环境下 3.先定义i，后定义arr

//调试示例
int main()
{
	int i = 0;
	int arr[10] = { 0 };
	for (i = 0; i <= 12; i++)
	{
		arr[i] = 0;
		printf("%d\n", i);
	}
	return 0;
}

像这种隐性的Bug不通过调试是根本无法发现的，只有通过调试分析，我们才能找出问题。

🗝️优秀编码技巧

我们只有养成良好的编码风格，才有可能从源头上避免Bug的产生，比如：

1.代码能正常运行
2.Bug较少
3.三高：代码执行效率高、可读性高、可维护性高
4.注释要言简意赅
5.文档要齐全

下面展示一段编码风格十分优秀的代码：

//模拟实现strcpy
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcmp(char* pa1, const char* pa2)
{
	assert(pa1 && pa2);//断言防止空指针
	char* str = pa1;//纪录arr1的首地址
	while (*pa1++ = *pa2++)
	{
		;
	}
	return str;

}
int main()
{
	char arr1[20] = "xxxxxxxxxxx";
	char arr2[] = "Hello Coder!";
	printf("%s\n", my_strcmp(arr1, arr2));
	return 0;
}