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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者问题,简称程序漏洞。
"Bug"的创始人蕾丝·赫柏（GraceMurrayHopper）,她是一位美国海军工作的电脑专家,1947年9月9日,格蕾丝·赫柏对HarvardMarkII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⻜蛾,这显然是由于⻜蛾受光和热的吸引,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,并且不做任何优化,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,其中包含了调试信息,是直接可以调试的。
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,以便用户很好的使用。当程序员写完代码,测试再对程序进行测试,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。
通过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版本明显要大。
在公司中测试人员测试程序的时候测试的是release版本。
测试人员测试debug版本是没有任何意义的,测试人员应该站在用户的角度看一下这个程序有没有问题,所以测试人员测试的是release版本。
4. VS调试快捷键
4.1 环境准备
需要一个支持调式的开发环境,比如VS,应该把VS上设置为Debug。
4.2 快捷键调试
调试最常用的几个快捷键:
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停执行,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。F5是让程序执行到(运行逻辑上的)下一个断点处,比如for循环内的语句打上断点,按F5还是在for循环内的语句上。
F10：逐过程,通常用来处理一个语句,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,如果想要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,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。
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:
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。
6. 调试举例
在VS2022、x86、Debug环境下,编译器不做任何优化的话,下面代码的执行结果是啥?
#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,那么调试看看是为什么呢?
注意:
栈区的默认使用的习惯是先使用高地址,再使用低地址的空间,但是这个具体还是要看编译器实现的,比如:
在VS上切换到x64,这个使用的循序就是相反的,在Release版本的程序中,这个使用的顺序也是相反的,因为Release版本做了优化,就算数组越界,也找不到i。
既然Release存在优化,那Debug不存在优化的话,也就是说有一种可能Release跑的时候出现了问题,而Debug里面不存在这个问题,优化的最终结果有可能不一样。
这道题最早的出处是《C陷阱与缺陷》。
7. 编程常见错误归类
7.1 编译型错误
编译型错误⼀般都是语法错误,这类错误⼀般看错误信息就能找到⼀些蛛丝⻢迹的,双击错误信息也 能初步的跳转到代码错误的地⽅或者附近。编译错误,随着语⾔的熟练掌握,会越来越少,也容易解 决。
7.2 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。⼀般是因为
- 标识名不存在
- 拼写错误
- 头文件没包含
- 引用的库不存在
7.3 运行时错误
运行时错误,是千变万化的,需要借助调试,逐步定位问题,调试解决的是运行时问题。