VS2022调试技巧 + 实战案例

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前言

一、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

小故事：Bug的由来： “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。

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二、什么是调试

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，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

三、debug和release

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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

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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。

四、 VS调试快捷键

4.1 环境准备

首先先是环境的准备，需要⼀个支持调试的开发环境，我们上课使用VS，应该把VS上设置为Debug，如 图

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4.2 调试快捷键

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。 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

五、 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 例：

#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。 （1）打开监视窗口：

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（2） 在监视窗口中观察：

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5.2 内存

如果监视窗看的不够仔细，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：

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在内存窗口中观察数据：

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方法：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

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六、 调试举例1

求1 !+2!+3!+4!+…10! 的和，请看下面的代码

#include <stdio.h>
int main()
{
	int n = 0;
	int i = 1;
	int sum = 0;
	for (n = 1; n <= 10; n++)
	{
		for (i = 1; i <= n; i++)
		{
			ret *= i;
		}
		sum += ret;
	}
	printf("%d\n", sum);
	return 0;
}

运行结果：

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修改后

#include <stdio.h>
int main()
{
	int n = 0;
	int i = 1;
	int sum = 0;
	for (n = 1; n <= 10; n++)
	{
		int ret = 1;
		for (i = 1; i <= n; i++)
		{
			ret *= i;
		}
		sum += ret;
	}
	printf("%d\n", sum);
	return 0;
}

运行结果：

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七、 调试举例2

该例子需要在特定条件下才能触发运行。 条件：在VS2022、X86、Debug的环境下

#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;
}

运行结果：死循环

5.2.1 调试过程

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结论：i的地址与arr[12]地址一致

5.2.2 从内存布局解释调试解果

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解释： （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。

结论：如果是左边的内存布局，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 注意：栈区的默认的使用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编译器的实现

八、 调试举例3：扫雷

演示： • 在函数内部打断点，快速跳转到函数 • 在数组传参，调试进⼊函数，如何在监视窗口观察数组的内容：数组名,n 的形式

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结语与每日励志

✨调试过程中，要做到心中有数，也就是程序员自己心里要清晰的知道希望代码怎么执行，然后再去看代码有没有按照我们预定的路线在执行。 调试是需要反复去动手练习的，调试是可以增加程序员对代码的理解和掌控的，掌握了调试的能力， 就能看到本质，就像能给程序做B超⼀样，对程序内部⼀览无余