C語(yǔ)言程序調(diào)試常用技巧與常見錯(cuò)誤分析

摘要：在C語(yǔ)言程序的開發(fā)過程中經(jīng)常會(huì)伴隨著多次對(duì)C語(yǔ)言程序進(jìn)行修改調(diào)試的過程。本文討論了C語(yǔ)言程序調(diào)試中常用技巧，分析了調(diào)試中常見錯(cuò)誤，旨在促進(jìn)我們編寫出正確的程序，提高編程效率。

關(guān)鍵詞：C語(yǔ)言；程序調(diào)試；常用技巧；常見錯(cuò)誤

中圖分類號(hào)：TP312.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2012） 18-0032-01

當(dāng)我們完成了C語(yǔ)言程序的源程序的編寫之后，我們要使用C語(yǔ)言的編譯器將其翻譯成計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的二進(jìn)制代碼形式的目標(biāo)程序，再通過連接，最終形成可執(zhí)行程序。但這個(gè)過程中可能會(huì)出現(xiàn)各類問題。比如編譯未通過，連接未通過，或是生成了可執(zhí)行程序，但并非我們的預(yù)期目標(biāo)。

所謂程序調(diào)試，是指對(duì)程序的查錯(cuò)和排錯(cuò)。調(diào)試程序一般應(yīng)經(jīng)過人工檢查，即靜態(tài)檢查；上機(jī)調(diào)試，即動(dòng)態(tài)檢查；運(yùn)行程序，試驗(yàn)數(shù)據(jù)及檢查和分析錯(cuò)誤原因等幾個(gè)步驟。

程序調(diào)試是一項(xiàng)細(xì)致深入的工作，需要下功夫、動(dòng)腦子、善于累積經(jīng)驗(yàn)。在程序調(diào)試過程中往往反映出一個(gè)人的水平、經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)態(tài)度。上機(jī)調(diào)試程序的目的決不是為了“驗(yàn)證程序的正確性”，而是“掌握調(diào)試方法和技術(shù)”。

一、調(diào)試過程中的一些常用技巧

1.先簡(jiǎn)后繁。先用一組簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)對(duì)程序進(jìn)行測(cè)試，檢驗(yàn)各函數(shù)是否有出錯(cuò)現(xiàn)象，然后用復(fù)雜數(shù)據(jù)對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，直到確定程序?qū)φ?shù)據(jù)沒有錯(cuò)誤為止。

2.由大到小。出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，要逐步縮小可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的范圍，從整個(gè)程序到指定函數(shù)，再到指定區(qū)域，再到指定行。在對(duì)程序縮小范圍或?qū)幾g沒通過的程序縮小錯(cuò)誤范圍時(shí)可以用發(fā)“/* */”來進(jìn)行調(diào)試，確定正常范圍，縮小錯(cuò)誤范圍。

3.單步調(diào)試。編輯完C語(yǔ)言源程序并保存后，右按F8鍵進(jìn)行主函數(shù)程序單步執(zhí)行，如果源程序無語(yǔ)法錯(cuò)誤，則每按一次F8鍵執(zhí)行一句主函數(shù)程序，同時(shí)可用Ctrl+F7組合鍵設(shè)置所要跟蹤的變量，以查看程序的執(zhí)行進(jìn)程，從而更容易查出程序的錯(cuò)誤。但是，F(xiàn)8鍵只能單步執(zhí)行主函數(shù)程序，它將調(diào)用非主函數(shù)視為一條語(yǔ)句執(zhí)行，并不能轉(zhuǎn)到被調(diào)函數(shù)的內(nèi)部進(jìn)行語(yǔ)句單步運(yùn)行，所以在有些程序出錯(cuò)時(shí)，不能精確查出出錯(cuò)位置。因此，當(dāng)主函數(shù)調(diào)用其它函數(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用F7鍵，它能在F8鍵功能的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步深入到被調(diào)用函數(shù)內(nèi)部，從而真正做到程序單步執(zhí)行，即每按一次F7鍵，僅執(zhí)行一條語(yǔ)句，遇到函數(shù)調(diào)用就轉(zhuǎn)到被調(diào)用函數(shù)內(nèi)部執(zhí)行語(yǔ)句。當(dāng)使用F8或F7進(jìn)行單步調(diào)試時(shí)，應(yīng)當(dāng)用Ctrl+F7進(jìn)行變量跟蹤。

4.設(shè)置斷點(diǎn)。斷點(diǎn)就是程序運(yùn)行中可能會(huì)中斷的地方，方便開發(fā)者在程序運(yùn)行的過程中查看程序當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，比如變量的值、函數(shù)的返回值等等。F9用于在當(dāng)前光標(biāo)所在前行下斷點(diǎn)，如果當(dāng)前行已經(jīng)有斷點(diǎn)，則取消斷點(diǎn)。有的地方不能下斷點(diǎn)，比如空行、基本類型定義語(yǔ)句（未初始化）等等非執(zhí)行語(yǔ)句。

二、常見錯(cuò)誤分析

在實(shí)際的C語(yǔ)言編程過程中可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣的錯(cuò)誤。這其中可能有算法錯(cuò)誤，有因?yàn)閷?duì)C語(yǔ)言中的某些語(yǔ)法知識(shí)理解的不正確而產(chǎn)生的錯(cuò)誤，還有因?yàn)槭钀S大意而產(chǎn)生的程序的錄入錯(cuò)誤等等。這些錯(cuò)誤中，算法錯(cuò)誤必須經(jīng)過后期的試運(yùn)行和調(diào)試才能解決，而其他錯(cuò)誤是可以經(jīng)過訓(xùn)練能夠避免的。

（一）由于語(yǔ)法知識(shí)理解不正確而導(dǎo)致的錯(cuò)誤

這類錯(cuò)誤有時(shí)并不能被馬上發(fā)現(xiàn)，因?yàn)橛行┣闆r下錯(cuò)誤會(huì)被編譯器識(shí)別并報(bào)錯(cuò)，而有些卻不能被編譯器識(shí)別，但運(yùn)行結(jié)果卻和預(yù)計(jì)的情況不一致。以下是在這方面常見的一些出錯(cuò)的情況。

1.轉(zhuǎn)義字符的用法不當(dāng)。決不能用的字符是由單個(gè)字符組成，而轉(zhuǎn)義字符卻是很特殊的一類字符，它是以一個(gè)鍵盤符號(hào)反斜杠“＼”開始后跟上單個(gè)字符或是若干個(gè)字符組成的，通常用來表示鍵盤上的控制代碼或特殊符號(hào)，例如回車換行符、響鈴符號(hào)等。程序設(shè)計(jì)過程中有時(shí)不能正確地區(qū)分轉(zhuǎn)義字符和普通字符。

2.有符號(hào)型轉(zhuǎn)換成無符號(hào)型。在數(shù)據(jù)類型中，有時(shí)候會(huì)遇到將有符號(hào)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成無符號(hào)的數(shù)據(jù)。要想解決這個(gè)問題，我們一定要明白數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中是如何存儲(chǔ)的。數(shù)據(jù)在機(jī)器中的存儲(chǔ)是以二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)，正數(shù)的符號(hào)“+”用二進(jìn)制0表示，而負(fù)數(shù)的符號(hào)“-”用1來表示，正數(shù)的原碼補(bǔ)碼相同，但是負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是其原碼的二進(jìn)制位取反加1。這樣來回轉(zhuǎn)換很麻煩，也容易搞錯(cuò)。

3.“%”的連續(xù)使用。在C語(yǔ)言中“%”作為格式描述字符用在輸入輸出語(yǔ)句中，當(dāng)我們需要將多個(gè) “%”一起作用時(shí)則應(yīng)特別注意。

4.break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句。如果程序設(shè)計(jì)者搞不清楚break語(yǔ)句和continue語(yǔ)句，沒有真正理解兩者的含義，所以也容易犯錯(cuò)誤。這兩個(gè)語(yǔ)句都可以用在循環(huán)語(yǔ)句中，但兩者的作用不同。break語(yǔ)句主要的作用是用來跳出該循環(huán)，提前結(jié)束循環(huán)，接著執(zhí)行循環(huán)語(yǔ)句下面的語(yǔ)句；而continue語(yǔ)句主要作用是結(jié)束本次循環(huán)，即跳過循環(huán)體中下面尚未執(zhí)行的語(yǔ)句，接著進(jìn)行下一次是否執(zhí)行循環(huán)的判定。

5.函數(shù)參數(shù)值傳遞。在函數(shù)參數(shù)傳遞的過程中，很多設(shè)計(jì)者很容易搞錯(cuò)實(shí)參在什么時(shí)候值不變，什么時(shí)候傳值后改變。

6.帶參宏定義的展開。C語(yǔ)言中帶參的宏定義雖然看上去很簡(jiǎn)單，如果沒有真正理解宏定義的話，在宏展開的時(shí)候很容易搞錯(cuò)。宏定義是通過#define開頭的編譯預(yù)處理命令來實(shí)現(xiàn)，在調(diào)用宏的時(shí)候要進(jìn)行展開，并且再用實(shí)參去代換形參。

（二）錄入過程中常見的錯(cuò)誤

在源程序編輯過程中由于疏怱大意而產(chǎn)生的錄入錯(cuò)誤在所有的錯(cuò)誤中不在少數(shù)，甚至占更大的比例，常見的錯(cuò)誤有誤把“=”作為“等于”比較符；使用自加（++）和自減（--）運(yùn)算符時(shí)出錯(cuò)；混淆字符和字符串的表示形式；語(yǔ)句后面漏分號(hào)；輸入輸出的數(shù)據(jù)的類型與所用格式說明符不一致；忘記定義變量；未注意int型數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍；輸入時(shí)數(shù)據(jù)的組織與要求不符；在不該加分號(hào)的地方加了分號(hào)；輸入變量時(shí)忘記使用地址符；括弧不配對(duì)；switch語(yǔ)句的各分支中漏寫break語(yǔ)句；引用數(shù)組元素時(shí)誤用了圓括弧；對(duì)應(yīng)該有花括弧的復(fù)合語(yǔ)句，忘記加花括弧；在用標(biāo)識(shí)符時(shí)，忘記了大寫字母和小寫字母的區(qū)別；在定義數(shù)組時(shí)，將定義的“元素個(gè)數(shù)”誤認(rèn)為是“可使用的最大下標(biāo)值”；誤以為數(shù)組名代表數(shù)組中全部元素；對(duì)二維或多維數(shù)組的定義和引用的方法不對(duì)；混淆字符數(shù)組與字符指針的區(qū)別；用指針變量之前沒有賦值；不同類型的指針混用；所調(diào)用函數(shù)在調(diào)用語(yǔ)句之后才定義，而又在調(diào)用前未加說明；將函數(shù)的形參和函數(shù)中的局部變量一起定義；函數(shù)的實(shí)參和形參類型不一致；沒有注意函數(shù)參數(shù)的求值順序；混淆數(shù)組名與指針變量的區(qū)別；誤認(rèn)為形參值的改變會(huì)影響實(shí)參的值；混淆結(jié)構(gòu)體類型與結(jié)構(gòu)體變量的區(qū)別，對(duì)一個(gè)結(jié)構(gòu)體類型賦值；使用文件時(shí)忘記打開，或打開方式與使用情況不匹配。

以上只是列舉了一些初學(xué)者常出現(xiàn)的錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤大多是由于對(duì)C語(yǔ)言的語(yǔ)法不熟悉造成的。對(duì)C語(yǔ)言使用多了，熟練了，錯(cuò)誤自然就會(huì)減少了。在深入使用C語(yǔ)言后，還會(huì)出現(xiàn)其他一些更深入、更隱蔽的錯(cuò)誤。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓京洋，向志強(qiáng).C語(yǔ)言調(diào)試技巧[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2012，16.