【C语言】VS调试

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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，测试再对程序进行测试，直到程序员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，编译生成的可执行文件的大小，release版本明显要小，而debug版本明显大。

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，应该把VS上设置为debug，如图：

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。

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

在VS2019、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] = {0};
    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，就能理解为什么是上面的代码布局了。

如果是上面的内存布局，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。 这里肯定有同学有疑问：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，所以的 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。

从这个理解我们能够体会到调试的重要性，只有调试才能观察到程序内部执行的细节，就像医生给病人做B超，CT一样。

有问题请指出，大家一起进步！！！