即使經(jīng)驗非常豐富的程序員，在編寫程序的時候也避免不了出錯粥谬。
程序中的語法錯誤通掣馗可以在翻譯階段就能被診斷出來，
但邏輯錯誤卻很難被發(fā)現(xiàn)和糾正漏策，
比如在解決問題時使用了錯誤或者不完備的思路派哲。
在這種情況下調(diào)試可能是唯一辦法。
通過設(shè)置適當(dāng)?shù)臄帱c哟玷，你可以觀察結(jié)果并和預(yù)期的結(jié)果進(jìn)行比較以縮小問題代碼的范圍狮辽，并最終發(fā)現(xiàn)問題所在一也。
什么是調(diào)試？
調(diào)試（Debug）喉脖，就是讓代碼一步一步執(zhí)行椰苟，跟蹤程序的運行過程。
比如树叽，可讓程序停在某個地方舆蝴，查看當(dāng)前所有變量的值，或者內(nèi)存中的數(shù)據(jù)题诵；
也可以讓程序一次只執(zhí)行一條或者幾條語句洁仗，查看到底執(zhí)行了哪些分支。
在調(diào)試過程中性锭，可以監(jiān)控程序的每一個細(xì)節(jié)赠潦，包括變量的值、函數(shù)的調(diào)用過程草冈、內(nèi)存中數(shù)據(jù)她奥、線程的調(diào)度等，發(fā)現(xiàn)隱藏的錯誤或者低效的代碼怎棱。
編譯器可以發(fā)現(xiàn)程序的語法錯誤哩俭，
調(diào)試可以發(fā)現(xiàn)程序的邏輯錯誤。
所謂邏輯錯誤是指代碼思路或者設(shè)計上的缺陷拳恋。
學(xué)習(xí)調(diào)試也可以增加編程的功力凡资，能更加了解自己的程序，變量是什么時候賦值的谬运、內(nèi)存是什么時候分配的隙赁。
調(diào)試是每個程序員必須掌握的技能，沒有選擇的余地吩谦！
調(diào)試需要借助專業(yè)的輔助軟件——調(diào)試器（Debugger）鸳谜。
現(xiàn)在主流C/C++調(diào)試器有下面幾種：
1) Remote Debugger
Remote Debugger 是 VC/VS 自帶的調(diào)試器，與整個IDE無縫銜接式廷，使用非常方便咐扭，初學(xué)者建議使用該調(diào)試器，本教程也以 VS2010 為例講解調(diào)試技巧滑废。
2) WinDbg
Windows 下的調(diào)試器蝗肪，功能甚至超越了 Remote Debugger，它還有一個命令行版本（cdb.exe）蠕趁，但是這個命令行版本的調(diào)試器指令比較復(fù)雜薛闪，不建議初學(xué)者使用。
3) LLDB
XCode 自帶的調(diào)試器俺陋，Mac OS X 下開發(fā)必備調(diào)試器豁延。
4) GDB
Linux 下使用最多的一款調(diào)試器昙篙，也有 Windows 的移植版。
關(guān)于 GDB
GDB 是 Linux 下的 C/C++ 程序調(diào)試工具诱咏，開源免費苔可，功能強(qiáng)大，命令眾多.
GDB 調(diào)試器圖標(biāo)長成這樣
Windows C/C++ 開發(fā)的一定要熟悉 Visual Studio袋狞、
Java 開發(fā)的要熟悉 Eclipse 或 IntelliJ IDEA焚辅、
Android 開發(fā)的要熟悉 Android Studio、
iOS 開發(fā)的要熟悉 XCode 一樣苟鸯，
Linux C/C++ 開發(fā)要熟悉 GDB同蜻。
雖然 Linux 系統(tǒng)下編寫 C/C++ 代碼的 IDE 可以自由選擇，但是調(diào)試生成的 C/C++ 程序一定是直接或者間接使用 GDB早处。
調(diào)試是開發(fā)流程中一重要環(huán)節(jié)
從事 Linux C/C++ 開發(fā)人員熟練使用 GDB 調(diào)試是一項基本要求湾蔓。
GDB 入門
以下面的代碼為例在 Linux 系統(tǒng)下來講解 GBD 的調(diào)試流程：
int main (void) {
unsigned long long int n, sum;
n = 1;
sum = 0;
while (n <= 100) {
sum = sum + n;
n = n + 1;
}
return 0;
}
將代碼保存到 /demo/main.c，表示當(dāng)前用戶的主目錄陕赃，也即 home 目錄卵蛉。
首先使用 GCC 來編譯 main.c，編譯的時候使用-g選項么库，目的是向可執(zhí)行程序中加入調(diào)試信息，包括源代碼甘有、符號表等诉儒，GDB 需要這些額外的信息來完成調(diào)試工作。
此外還建議關(guān)閉編譯器的程序優(yōu)化選項亏掀。編譯器的程序優(yōu)化選項一般有五個級別忱反，從 O0 ~ O4， O0 表示不優(yōu)化滤愕，從 O1 ~ O4 優(yōu)化級別越來越高温算，O4 最高。這樣做的目的是為了調(diào)試的時候间影，符號文件顯示的調(diào)試變量等能與源代碼完全對應(yīng)起來注竿。
使用 GCC 編譯源文件：
$ cd demo
$ gcc main.c -o main.out -g
打開 demo 文件夾，發(fā)現(xiàn)多了一個 mian.out魂贬，說明編譯成功巩割。
1) 啟動 GDB 調(diào)試器
接下來啟動 GDB 并調(diào)試 main.out：
$ gdb main.out -silent
Reading symbols from /home/mozhiyan/demo/main.out...done.
選項-silent用于屏蔽 GDB 的前導(dǎo)信息，否則它會在屏幕上打印一堆免責(zé)條款付燥。
啟動 GDB 后宣谈，輸出的信息表明已經(jīng)讀入了 mian.out 的符號表。
接下來键科，GDB 會顯示自己的提示符(gbd)闻丑，提示并等待你輸入調(diào)試命令漩怎。
2) gdb -b 選項：設(shè)置斷點
調(diào)試一個程序的時候，應(yīng)在我們關(guān)注的地方嗦嗡，或在故障點的前邊設(shè)置一個斷點（Breakpoint）勋锤，讓程序執(zhí)行到這里停下來，這樣我們就可以慢慢地用別的調(diào)試命令進(jìn)行觀察酸钦。
在 GDB 中怪得，設(shè)置斷點的方法很多，包括在指定的內(nèi)存地址處設(shè)置斷點卑硫、在源代碼的某一行設(shè)置斷點徒恋，或者在某個函數(shù)的入口處設(shè)置斷點等等。
設(shè)置斷點的命令是b或者break欢伏，在這里我 們是將 main 函數(shù)的入口處作為斷點：
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x4004f4: file main.c, line 5.
b 命令在執(zhí)行后返回了斷點的具體信息入挣，也就是說，斷點（main 函數(shù)的入口位置）的內(nèi)存地址為 0x4004f4硝拧，對應(yīng)于源文件的第 5 行（也就是說，main 函數(shù)位于源文件的第 5 行）滋恬。
如果我們用內(nèi)存地址的方式來設(shè)置這個斷點抱究，則可以是：
b * 0x4004f4
星號*意味著是以內(nèi)存地址作為斷點的鼓寺。
如果用源代碼行的形式設(shè)置這個斷點，則可以是
b 5
3) gdb -r 選項：執(zhí)行程序
一旦設(shè)置了斷點敢靡，下一步就是用r或者run命令執(zhí)行被調(diào)試的程序啸胧，執(zhí)行后會自動在第一個斷點處停下來：
Starting program: /home/mozhiyan/demo/main.out
[New Thread 1500.0x1e34]
[New Thread 1500.0x2fb8]
Thread 1 hit Breakpoint 1, main () at main.c:5
5 n = 1;
在運行了被調(diào)試的程序后吓揪，GDB 的輸出信息顯示程序己經(jīng)啟動柠辞，下一個將要執(zhí)行的語句是第 5 行的n = 1;主胧。
注意，這條語句并沒有執(zhí)行焙格，而僅僅是告訴你，再繼續(xù)執(zhí)行程序的話予颤，執(zhí)行的語句會是它冬阳。
4) gdb -p 選項：打印變量的值
在當(dāng)前位置 變量 n 和 sum 己經(jīng)分配，但并沒有開始賦值驳庭。此時氯窍，這兩個變量的值會是多少呢？我們可以使用p或者print命令來分別顯示：
(gdb) p n
$1 = 24
(gdb) p sum
$2 = 140737488347344
GDB 的 p 命令用于打印一個表達(dá)式的值，在這里是表達(dá)式 n 和 sum政供。
GDB 先計算表達(dá)式的值鲫骗，并把它保存在一個存儲區(qū)中执泰，存儲區(qū)的名字用1 = 16毯侦，意思是表達(dá)式 n 的值保存在 $1 中具垫，其內(nèi)容為 16侈离。
注意，在你的計算機(jī)上卦碾，變量 n 和 sum 的當(dāng)前值可能和這里顯示的不同。這很好理解起宽，內(nèi)存是反復(fù)使用的，當(dāng)一個程序終止后燎含，它占用的內(nèi)存會分配給其他程序使用宾濒；當(dāng)一個變量不再使用后屏箍，它占用的內(nèi)存也會重新分配绘梦，并成為另一個變量。因為變量 n 和 sum 剛剛分配赴魁，還沒有往里面保存任何數(shù)值卸奉，故它們的內(nèi)容是隨機(jī)的颖御，是其他程序或者變量用過的垃圾值榄棵。
順便說一下疹鳄，既然 $1 是 GDB 用于保存計算結(jié)果的內(nèi)部存儲區(qū)的名字，那么我們也可以用 p 命令來打印它：
(gdb) p $1
$3 = 24
5) gdb -n 選項：單步調(diào)試
下面腺怯，我們將通過單步執(zhí)行程序，來看一看變量 n 和 sum 賦值后的值呛占。調(diào)試命令n或者next用于繼續(xù)執(zhí)行源文件中的下一行晾虑。
(gdb) n
6 sum = 0;
執(zhí)行 n 命令后，實際執(zhí)行的是第 5 行n = 1;，GDB 顯示下一個即將執(zhí)行的源代碼行走贪，也就是第 6 行的sum = 0;佛猛。
因為此時己經(jīng)往變量 n 寫入了 1，所以我們可繼續(xù)用 p 命令來觀察它現(xiàn)在的存儲值：
(gdb) p n
$4 = 1
顯然經(jīng)賦值后坠狡，變量 n 的值己經(jīng)變成 1继找。
繼續(xù)執(zhí)行下一條指令，實際執(zhí)行的是第 6 行sum = 0逃沿。執(zhí)行后婴渡，GDB 停下并顯示下一條即將執(zhí)行的源代碼行，也即第 8 行的while (n <= 100)凯亮，第 7 行為空行边臼，所以直接跳過了：
(gdb) n
8 while (n <= 100)
剛才執(zhí)行的語句是往變量 sum 保存數(shù)值 0，故我們可以再次用 p 命令來觀察變量 sum 現(xiàn)在的存儲值假消，可發(fā)現(xiàn)它己經(jīng)變成 0：
(gdb) p sum
$5 = 0
繼續(xù)用 n 命令執(zhí)行下一個源代碼行柠并，則將計算 while 語句的控制表達(dá)式，并根據(jù)該表達(dá)式的值決定是否進(jìn)入循環(huán)體富拗，執(zhí)行后 GDB 顯示下一條即將執(zhí)行的源代碼行是第 10 行：
(gdb) n
10 sum = sum + n;
進(jìn)入循環(huán)體之后臼予，我們想再看看變量 n 和 sum 的當(dāng)前值。但這次使用 p 命令的方法不一樣啃沪，這次是用花括號將表達(dá)式 n 和 sum 圍住以形成一個集合粘拾。GDB 允許用這種方式來一次性地打印多個表達(dá)式的值：
(gdb) p {n, sum}
$6 = {1, 0}
顯然，變量 n 和 sum 此時的值依然分別為 1 和 0创千。
繼續(xù)用 n 命令執(zhí)行第 10 行缰雇，執(zhí)行后 GDB 停留在即將執(zhí)行的第 11 行：
(gdb) n
11 n = n + 1;
注意，第 10 行己經(jīng)執(zhí)行完畢追驴，但第 11 行還沒有執(zhí)行械哟。猜猜看，變量 n 和 sum 此時的值是多少殿雪？猜測之后戒良，用 p 命令看看結(jié)果是否如你所想：
(gdb) p {n, sum}
$7 = {1, 1}
繼續(xù)用 n 命令執(zhí)行下一個源代碼行，這將執(zhí)行第 11 行的n = n + 1;冠摄，執(zhí)行后控制又回到了循環(huán)的起始處，也即第 8 行：
(gdb) n
8 while (n <= 100)
此時几缭，變量 n 和 sum 的值各自會是多少河泳？使用 p 命令打印一下就知道了：
(gdb) p {n, sum}
$8 = {2, 1}
因為現(xiàn)在處于一個循環(huán)體內(nèi)，如果繼續(xù)用 n 命令往下執(zhí)行年栓，則其過程與前面相比大同小異拆挥。前面己經(jīng)循環(huán)過一次，本次循環(huán)完整的調(diào)試過程如下：
(gdb) n
10 sum = sum + n;
(gdb) n
11 n = n + 1;
(gdb) n
8 while (n <= 100)
(gdb) p {n, sum}
$9 = {3, 3}
顯然，第二次循環(huán)過后纸兔，變量 n 的值為 3惰瓜，變量 sum 的值也是 3装盯。
你可能己經(jīng)發(fā)現(xiàn)了曲稼，我們現(xiàn)在進(jìn)退維谷：如果繼續(xù)用 n 命令執(zhí)行下面，則將陷入循環(huán)碟案，直到變量 n 的值等于 101氏捞。好在這也算不上什么大的問題棉饶，我們可以在循環(huán)語句的后面設(shè)置斷點垦页，然后命令程序一直執(zhí)行紊册，直至到達(dá)這個斷點赋续。
6) gdb -l 選項：列出源文件內(nèi)容
為了搞清楚 while 語句的下一條語句的行號男翰，我們需要列出源文件的內(nèi)容，這需要使用l或者list命令：
(gdb) l
3 unsigned long long int n, sum;
4
5 n = 1;
6 sum = 0;
7
8 while (n <= 100)
9 {
10 sum = sum + n;
11 n = n + 1;
12 }
l 命令默認(rèn)每次顯示 10 行源代碼纽乱，但我們關(guān)心的那一行顯然還沒有出來蛾绎。為此，可繼續(xù)使用 l 命令來顯示后面的行：
(gdb) l
13
14 return 0;
15 }
好了鸦列，我們己經(jīng)知道 while 語句之后是 return 語句租冠，它的行號是 14，現(xiàn)在就可以用 b 命令設(shè)置一個新的斷點：
(gdb) b 14
Breakpoint 2 at 0x40051a: file main.c, line 14.
7) gdb -c 選項：繼續(xù)執(zhí)行程序
現(xiàn)在敛熬，可以用一個新的命令c或者continue來持續(xù)執(zhí)行程序肺稀，直至遇到斷點或者程序結(jié)束。因為己經(jīng)設(shè)置斷點应民，故程序?qū)⒊掷m(xù)執(zhí)行话原，在第 14 行處停下：
(gdb) c
Continuing.
Breakpoint 2, main () at main.c:14
14 return 0;
非常好，既然己經(jīng)退出了 while 循環(huán)诲锹，說明累加過程己經(jīng)成功結(jié)束繁仁，變量 sum 的值就是累加結(jié)果。我們來看看它到底是多少：
(gdb) p {n, sum}
$10 = {101, 5050}
顯然归园，變量 n 的當(dāng)前值是 101黄虱，變量 sum 的當(dāng)前值是 5050，和數(shù)學(xué)計算的結(jié)果一模 一樣庸诱。
- gdb -q 選項：退出調(diào)試
本次調(diào)試即將結(jié)束捻浦，我們可以先用 c 命令讓程序“跑完全程”，然后再用q或者quit結(jié)束本次調(diào)試工作桥爽，這將使得調(diào)試器 GDB 結(jié)束運行并返回到操作系統(tǒng)：
(gdb) c
Continuing.
[Inferior 1 (process 2814) exited normally]
(gdb) q
[c.biancheng.net demo]$
