什么是bug
计算机程序错误就叫bug,也称为缺陷 、臭虫
第一次被发现的导致计算机错误的飞蛾,也是第一个计算机程序错误。
调试
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。
如果每次写程序报错了,就随便猜想是哪里出错了,这样是没有科学依据的。我们要拒绝迷信式调试!
调试是什么
调试,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。
调试的基本步骤
●发现程序错误的存在 (程序员本身->测试人员->用户)
●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
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,以便用户很好地使用。
由于Release对程序进行了优化,所以同一个程序的Debug版本和Release版本运行结果可能会有差异
Debug和Release如何设置
Windows环境调试介绍
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
学会快捷键
以下为最常使用的几个快捷键:
快捷键
F5
F9
F10
F11
CTRL+F5
如果以上快捷键按起来不生效,则需要按Fn-辅助功能键然后配合以上快捷键使用。
如果不想按Fn,就按Fn+Esc关闭辅助功能键。就可以直接按快捷键了
调试的时候查看程序当前信息
以下这些窗口都必须在程序按了F10或F11然后才可以在调试的窗口里面找到
查看临时变量的值:在调试开始之后,用于观察内存信息
查看内存信息:在调试开始之后,用于观察内存信息
查看调用堆栈:通过调用堆栈,可以清晰的反应函数的调用关系以及当前调用所处的位置
ps:栈=堆栈,堆!=栈
调用堆栈
查看汇编信息
在调试开始之后,有两种方式转到汇编:
第一种方式:右击鼠标,选择【转到反汇编】:
反汇编
第二种方式:在调试-窗口里面找到反汇编
反汇编
查看寄存器信息:可以查看当前运行环境的寄存器的使用信息。
寄存器
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
一些调试的实例
实现代码1:求 1!+2!+3! …+ n! ;不考虑溢出。给出一个错误代码,我们对它进行调试分析
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这时候我们如果3,期望输出9,但实际输出的是15。
为什么呢?
我们按F10一步步的走,最后发现ret和我们的预期值不同。
为什么呢?
是因为ret每次被使用完之后没有清空,按上次的继续相乘,那么程序必然就会错误了调试技巧
总结以下几点:
1.首先推测问题出现的原因。
2.初步确定问题可能的原因。
3.实际上手调试很有必要。
4.调试的时候我们心里有数。
实例2:
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这个程序按理来说,越界访问了,应该是会报错的,为什么这里程序执行的结果确是无限打印hehe呢?我们通过F9,然后给断点设置条件,观察它后面越界的时候到底发生了什么。
然后发现,arr[10]被改成了0,arr[11]也被改成了0,到arr[12]的时候,arr[12]被改成0,同时i也被改成0了,我们此时发现arr[12]和i的地址是相同的。i被改成0,然后循环执行到12的时候,又被改成0,这就是死循环的原因。
为什么呢?
说明
我们知道,i和arr都是局部变量,局部变量放在栈区(注意区分数据结构的栈),而栈区的内存使用习惯是:先使用高地址空间,再使用低地址空间。
i先创建,所以i放在高地址,而arr后创建,放在低地址,数组的地址是随下标的大小正比例变化的。
倘若arr[12]刚好就和i重合,那么我们改变arr[12]就改变了i。
如果在Release版本运行又会如何呢?
运行结果
程序没有进入死循环了,为什么?我们知道,如果要造成死循环的话,i的地址是比数组地址要高的。我们观察在Debug版本的地址情况:
debug
我们发现,i的地址确实比arr[9]高。如果在release版本呢?
release
arr[9]的地址明显比i的地址高,所以程序就不会进入死循环了
这也就是release对程序进行的优化
如何写出好(易于调试)的代码
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
- 使用assert(断言)
- 尽量使用const
- 养成良好的编码风格
- 添加必要的注释
- 避免编码的陷阱
示范模拟实现strcmp
模拟实现strcpy函数,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指向的内容不被修改。
然后返回目标空间的起始地址
我们先把代码写出来,然后对它进行逐步的优化:
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对my_strcpy函数进行优化
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我们还可以再优化
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我们还要考虑空指针的问题,野指针是非法访问的,必然会导致程序出错。怎么办呢?这里引入一个新的定义:assert-断言,利用断言对代码进行优化
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当我们传入的值为空指针NULL的时候,断言就把具体出错的行号给报出来了
asset
断言assert,头文件assert.h。类似于IF,为真则什么都不发生,为假则把错误信息的位置报出来,断言是这个好东西!不止用于指针。
我们希望dest指向的内容被修改,src指向的内容不被修改。就要对src进行保护,在*左边加上const就可以保护*src不能被使用。于是完整代码如下:
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这样的代码,简洁明了,赏心悦目。我们要多向大师学习,不要模仿那些代码风格差的语法书,不断进步,才会慢慢变成大牛
const的作用
接下来重点讲解const,常考!看代码:
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这串代码我们已经很熟悉了吧,就是指针变量p解引用访问num嘛。程序输出结果为20。
如果我们用const修饰int num会怎么样呢?
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const修饰了num,num就是常变量了,按理来说不能修改了,我们此时输入num=20就会报错-表达式必须是可修改的左值,可见const确实生效了。而为什么程序的输出结果是20呢?
是因为指针通过对内存操作强制访问了num,就好比你把教室的门关了,但还可以跳窗户进去。可我们使用const的本意就是让num不被修改,而指针可以通过解引用来改变常变量,这是一种危险操作。所以我们要给指针加上const。
给指针加const大概有以下三种情况:
①const 如果放在*的左边(常量指针):
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const 如果放在*的左边。修饰的是*p,修饰的是指针指向的内容,保证指针指向的内容是不能通过*p来改变的,即此时再用*p=20;
就会报错了。
*p不能改变了,但p这个指针变量存的地址仍然可以存入n的地址,也就是说,当const放在*的左边的时候,指针变量不能改变指向对象的内容,但可以改变指针变量指向的对象
②const 如果放在*的右边(常指针):
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const 如果放在*的右边,修饰的是p,表示指针变量p不能被改变,但可以改变指针变量指向对象的内容,即*p可以改变。
③如果有两个const,既在*左边也在*右边呢?
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第一个const修饰*p,第二个const修饰 p,所以p和p都不能改变了。
扩展:有关于const修饰指针的一些资料
(1) const int* p与int const* p等同
(2) const int* p的含义是p是指向常量整形的指针
(3) int* const p的含义是p是指向int的常量指针
(4) 常量指针:const在* 前面,表示不能通过指针来改变变量的值
(5) 常指针:const在* 后面,表示指针是一个常量,不能改变指针的指向,但是可以改变指针所指向变量的值
(6) 常指针不可以指向常量
(7) 常量指针可以指向常量和非常量
对const进行深入了解后,接下来我们尝试写出一个优质的模拟实现strlen函数
首先我们就考虑要不要const,assert
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编程常见的错误
●编译型错误:语法错误,双击错误信息就可以定位位置
●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
●运行时错误:借助调试,逐步定位问题。最难搞。
总结:
做一个有心人,积累排错经验。
本章完,祝好。