学会VS调试

标签：学会程序 bug VS 断点代码调试

引言：

你是否曾为程序运行结果与预期不符而感到抓狂？是否在代码的海洋中迷失，苦苦寻找那个隐藏的错误？别担心，VS 调试就是你的救星，让我们一起揭开它神秘的面纱！

1、什么是bug？

在介绍调试前，我们需要了解一个东西，bug。相信大家对这个词应该不陌生吧！

想象一下你正在建造一座房子，你按照自己的设计图努力施工，但是等房子建好了，却发现有些地方不对劲，比如门打不开，或者屋顶漏雨。这时候，你就得去找出问题出在哪儿，然后把它修好，对不对？

在编程里，我们写的代码就像是建造的房子。有时候，当我们运行代码，却发现结果不是我们想要的，这就说明代码里可能有“毛病”，也就是我们说的 bug 。

bug 就是在一个系统、一个东西或者一件事情里，那些影响正常运行或使用的小毛病、小错误。

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。

那你知道bug这个词是怎么来的吗？为什么我们现在管故障叫bug呢？

科普：

“Bug”的创始⼈格蕾丝·赫柏（GraceMurrayHopper），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，赫柏⽤胶条贴上⻜蛾，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？

当我们发现程序中存在问题，我们想要解决问题，那就必须要找到问题在哪，是吧！

找问题的这个过程叫做调试，英文名称Debug，意味消灭bug。

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。

VS 调试就像是给你一个超级放大镜和一个神奇的遥控器。放大镜能让你清楚地看到代码运行时每一个小细节，比如每个变量的值是多少，函数是怎么一步步执行的。

而那个神奇的遥控器呢，可以让你控制代码的运行速度。你可以让代码一行一行慢慢地走，这样就能仔细观察每一步是不是正确的。

比如说，你写了一个计算工资的程序，但是算出来的结果总是不对。通过 VS 调试，你能看到每一个员工的工资数据在计算过程中的变化，就能很快发现是不是哪个计算步骤出错啦。

总的来说，VS 调试就是帮助我们在代码的世界里，像侦探一样找出问题，然后解决问题，让我们的程序能够正常、完美地运行！

3、Debug和Release

当我们打开VS的时候，就能在编程代码上方看到Debug和Release两个选项，那么它们分别是什么意思呢？

Debug通常被称为调试版本，它包含调试信息，并且不做任何优化，便于我们调试程序；

我们在写代码的时候，需要经常性的调试代码，因此这里默认设置为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

当我们了解了工具后，也要学会怎么使用它。

4.1 环境准备

我们需要一个支持调试的环境，也就是Debug环境，在我们自己平时写代码的时候，就可以调到Debug，如图

4.2 快捷键使用

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。

比如说，你写了一个游戏程序，玩家得分计算好像不对，在相关代码处设置断点，就能在程序停下时查看得分的计算过程和相关数据。

如上图，当出现红色圆点，说明断点已经创建完成了。

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

注意：如果有两个断点，会执行逻辑上的第一个断点，而不是按顺序执行。

上图中有两个断点，但是由于第一个是循环，因此当你使用F5的时候，会再次跳到第一个断点，而不会跳到第二个断点。（这个例子不是很好）

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 监视与内存观察

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 sum = 0;
	int i = 0;
	int arr[10] = { 0 };
	for(i = 0; i <= 9; i++)
	{
		scanf("%d", &arr[i]);
		sum += arr[i];
	}
	double average = (double)sum / 10;
	printf("平均值是 %f \n", average);

	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。按下F10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

内存窗口的解读

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。

6 调试的作用

发现错误：帮助找出程序中的语法错误、逻辑错误和运行时错误，比如计算错误、数据类型不匹配、数组越界等。例如，一个计算平均数的程序，结果总是不对，通过调试能发现计算过程中的错误算式。
优化性能：查看程序运行的时间和资源消耗情况，找到性能瓶颈并进行优化，使程序运行更高效。比如，处理大量数据的程序运行缓慢，调试能发现是某个频繁执行的函数耗时过长，从而对其进行优化。
理解流程：能够清晰地了解程序的执行流程和各个部分之间的交互关系，加深对程序逻辑的理解。以一个复杂的工作流管理程序为例，通过调试可以明白不同条件下工作流的走向。
验证算法：确认所使用的算法在实际程序中的正确性和有效性。像在排序算法的实现中，调试能验证排序结果是否符合预期。
定位异常：当程序出现异常或崩溃时，通过调试找到异常发生的位置和原因。例如程序突然死机，调试可以发现是某个特定操作导致了内存泄漏。
测试功能：在开发过程中，确保新添加的功能能够正常工作。比如为软件新增了一个文件保存功能，调试能确认文件是否正确保存且内容无误。
修复漏洞：发现并修复可能存在的安全漏洞或潜在的风险。例如，一个涉及用户信息处理的程序，调试能发现是否存在数据泄露的风险。

总之，调试是保证程序质量、提高程序性能、加深对程序理解的重要手段。

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