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🍉本篇简介:>:介绍c语言初阶的最后一篇.有关调试的重要性.
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程序猿们每天都在写bug?

bug是什么?
1947 年 9 月 9 日：世界上的第一个“Bug”被发现.
日记:
“1949 年 9 月 9 日，我们晚上调试机器的时候，开着的窗户没有纱窗，机器闪烁的亮光几乎吸引来了世界上所有的虫子。果然机器故障了，我们发现了一只被继电器拍死的飞蛾，翅膀大约 4 英寸。”

格蕾丝·霍普（Grace Hopper）用发夹取出飞蛾，把它粘在日志里，并标注：“First actual case of bug being found”（找到了第一个 Bug）。这件计算机史上的奇闻轶事，使“Bug”作为计算机领域的专用词汇，一直沿用至今。

下图是当时的日记图片:

现在的程序员依旧逃不出“Bug”的魔爪，初学者可能大部分时间在写代码,只有少部分时间在找bug.但是大部分已经工作的程序猿,在工作的一天里，20% 的时间是在写代码，80% 的时间是在找 Bug。

讲个笑话:
如果你在一个技术岗位周围听到了一声崩溃的惨叫，不要慌张,这可能是某个程序员找 Bug 找的崩溃了。如果一群程序员同时发出惨叫，那可能是有人把电源线踢掉了。
在这里插入图片描述

一、调试是什么?

调试（英语：Debugging / Debug），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。

简单来说,调试就是一个在找bug的过程.

一名优秀的程序员是一名出色的侦探。
如果bug的出现是"犯罪",那么每一次调试都是尝试破案的过程.
一件事情的发生都是有迹可循的,顺着思路写代码出现了bug,这相当于犯罪的过程,逆流而上便是调试的工作,这便是寻找真相的过程.

二、两个版本的介绍(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。

在这里插入图片描述

观察Debug区别和Release版本的区别:

测试代码:

#include <stdio.h>
int main()
{printf("初阶牛,你好!!!\n");return 0;
}

当我们运行之后:
观察比较代码运行后形成的.exe文件在硬盘上存放所占字节大小.

Debug版本:
在这里插入图片描述

Release版本:
在这里插入图片描述

上述情况可以证明Release版本会对代码进行各种优化,使得代码大小变小.
而Debug版本要保存调试信息,相对占用大小要更大一点.

编译器进行了哪些优化呢?
🌰当我们写出一个数组越界访问的代码时:

#include <stdio.h>
int main()
{int i = 0;int arr[5] = { 0 };for (i = 0; i < 10; i++)//越界访问{arr[i] = i;printf("%d\n", i);}return 0;
}

Debug版本调试结果:
在这里插入图片描述
Release版本调试结果:

不难发现,即使数组越界访问,在Release版本直接被优化掉了,并不会产生报错信息.

补充知识:
你用的是什么编译器?
vs2019?或者vs2022?
其实这些准确来说不能成为编译器,vs称为IDE(集成开发环境)
编辑器+编译器+调试器

三、调试的快捷键

调试时,快捷键的使用可以大大提高我们的调试效率,所以熟练的使用快捷键是很有必要的.

F5:启动调试

经常用来直接跳到下一个断点处。如果没有设置断点就会直接运行.

F9:创建断点和取消断点

断点的重要作用，可以在程序的任意位置设置断点。
这样就可以使得程序在想要的位置随意停止执行，继而一步步执行下去。

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。,主要用于跳过确定没有问题的函数,不需要进入函数内部一条条语句调试.

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（这是最常用的情况）。

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。

四、调试窗口

4.1 监视窗口(查看变量的值)

按F11进入调试状态,单击"调试"选项卡,选择"窗口"命令,在子菜单中选择"监视命令".
四个监视窗口都是一样的,随意选择一个即可.
在这里插入图片描述
在打开的"监视"的窗口中,可以输入想要观察的变量,十分方便,个人是很喜欢vs的调试环境的.推荐使用"监视窗口"观察变量.

请通过调试,观察变量的变化,找出代码出错的地方.
示例:
请用自定义函数的形式编程实现，求s = m!+ n!+ k!，
其中m、n、k从键盘输入（值均小于7）。

#include <stdio.h>
#define Max 7int Factorial(int m)//计算阶乘的函数
{int ret = 0;while (m){ret *= m;m--;}return ret;
}
int main()
{int m = 0, n = 0, k = 0;int s = 0;//记录这三个阶乘的和printf("请分别输入m,n,k的值:\n");scanf("%d%d%d", &m, &n, &k);if (m < Max && n < Max && k < Max){s=Factorial(m) +Factorial(n) +Factorial(k);//分别调用计算阶乘的函数printf("这三个数的阶乘之和是:%d", s);}else{printf("很抱歉,你输入的三个数中,有大于7的数.\n");}return 0;
}

在这里插入图片描述
答案:
出错原因:Factorial函数中,ret初始化为0,出现错误,应当初始化为1,因为0与任何数的乘积都为0;
通过监视窗口,不难发现,ret计算阶乘时值一直为0;

4.2 自动窗口

"监视"窗口,要求自己手动输入需要观察的变量.
自动窗口不需要自己输入观察的变量,会自动出现.
缺点是"自动窗口"中的变量会动态显示,只会显示当前正在操作涉及的部分变量,当进入一个函数时,函数外的变量就观察不到.并不推荐使用

4.3 内存窗口

在这里插入图片描述
在内存窗口中,可以输入想要观察的变量的内存地址,甚至可以细致到每一个字节.

当然,vs还提供了"调用堆栈",“反汇编”,"寄存器"等多种类型的窗口方便调试,就不一一介绍了,可以自己去试着调试,观察.

五.编程常见的错误

7.1 编译型错误
编译器会直接标红,例如:

语法错误,
中英文错误
括号不完整等

这类错误很好发现,也能很快的解决,并不是很复杂的错误.根据编程经验就可以解决.
语句后面忘记":"分号

在这里插入图片描述

5.2 链接型错误
编译器会给出错误信息，主要在代码中找到错误信息中的标识符，。一般是标识符名不存在或者拼写错误。这也是不难解决的问题.
在这里插入图片描述
5.3 运行时错误

这是最难解决的的问题,只有在运行时,发现并不是自己想要的结果.
这类问题只能通过调试,一步步解决,当代码比较复杂时,一步步调试会显得特别繁琐,这时可以借助F9创建断点,和F10逐过程(不进入函数内部),跳过部分没有出问题的代码区域,即使是这样,这类问题还是很难得以解决.
在这里插入图片描述

遇见bug不要太难过,也不要过度生气,自己解决就行了,虽然bug的出现让人很头痛,可能几个小时都无法找到原因,但是我们通过调试,在"破案"的过程中,也许也会收获很多,成功"破案"后的喜悦也是很甜的哟!!!

希望各位小伙伴,可以多多尝试调试,这也是一种很重要的能力,提高自己的代码编程能力.

下面是一些可以试着练习调试的代码:
试着找出原因吧!!!

示例1:这段代码是在x86环境下运行

在这里插入图片描述

#include <stdio.h>
int main()
{int i = 0;int arr[10] = { 0 };for (i = 0; i <= 12; i++){arr[i] = 0;printf("初阶牛加油,加油!!!\n");}return 0;
}

示例2:输入密码

#include <stdio.h>
#define MAX 3
int main()
{char arr1[] = { "初阶牛666" };char arr2[20];printf("请输入密码:\n");int i=MAX;while(i){printf("你还有%d次机会:",i);scanf("%s", arr2);if (arr1==arr2){printf("密码成功");break;}else printf("密码错误,请重新输入:\n");i--;//机会-1}if(i==0)//如果机会用完了printf("\n很遗憾你的机会用完了");return 0;
}

在这里插入图片描述

答案:
示例1;
当i=12时,令arr[12]=0,此时i的地址和arr[12]的地址是同一块空间,会将i赋值为0
至于为什么是12,是由编译器决定的.
在这里插入图片描述

示例2:
错误:比较两个字符串不能使用==,调试会发现即使密码输入正确,依旧会显示错误.
解决方法:

if (arr1==arr2)
改成if (strcmp(arr1, arr2)==0)

补充小知识:
strcmp是c语言提供的一种库函数,用于比较两个字符串
此函数开始比较每个字符串的第一个字符。如果它们彼此相等，则继续以下对，直到字符不同或达到终止空字符。

返回值	.
小于0	第一个不匹配的字符在 str1 中的值低于 str2 中的值
0	两个字符串的内容相等
大于0	第一个不匹配的字符在 str1 中的值大于在 str2 中的值

代码如下

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define MAX 3
int main()
{char arr1[] = { "初阶牛666" };char arr2[20];printf("请输入密码:\n");int i=MAX;while(i){printf("你还有%d次机会:",i);scanf("%s", arr2);if (strcmp(arr1, arr2)==0)//判断字符串相等{printf("密码成功");break;}else printf("密码错误,请重新输入:\n");i--;//机会-1}if(i==0)//如果机会用完了printf("\n很遗憾你的机会用完了");return 0;
}