English

3.2 - 代码调试步骤

假设你编写了一个程序，它不能正常工作——代码编译没问题，但是运行的结果不正确。那么你一定在什么地方写了有语义错误的代码。此时应该如何定位问题的原因呢？如果你一直遵循最佳实践，编写少量代码并进行测试，那么可能很清楚错误会发生在哪里，否则你可能很难一下找到问题的原因。

所有的bug都有一个简单的前提——即你以为的并不是你以为的。实际上，找出错误在哪里是很有挑战性的。在这一课中，我们将概述调试程序的一般过程。

因为我们还没有涉及到那么多的C++主题，本章中的示例程序将是相当基础的。这可能会让我们在这里展示的一些技术显得多余。但是，请记住，这些技术是为更大、更复杂的程序而设计的，在这样的代码中(这是你最需要它们的地方)会更有用。

代码排错的一般方法

一旦确定了问题，代码排错通常包括五个步骤:

找出问题的根本原因(通常是无法工作的代码行)；
确保你了解问题发生的原因；
决定如何解决这个问题；
修复引起问题的问题；
重新测试，以确保问题已被修复，且没有出现新问题。

让我们打一个现实生活的比喻。假设有一天晚上，你从冰箱里的制冰机里取冰，把杯子放在出口处，按下按钮后声明都没有出来。哦哦，出问题了！此时你会怎么做？你可能会开始检查及其，看看是否可以确定问题的根本原因。

找到问题的根因：既然你听到了制冰机试图送冰的声音，那很可能不是送冰装置本身。所以你打开冰箱，检查冰盘。没有冰。这是问题的根本原因吗？不，这是一种现象。在进一步检查之后，你确定制冰机似乎没有在制冰。是制冰机出了问题还是别的什么问题？冰箱仍然是冷的，水管没有堵塞，其他一切似乎都在工作，所以你得出结论，根本原因是制冰机坏了。

理解问题：在本例中，这很简单。坏了的制冰机制不出冰。

确定修复方法：此时，你有几个解决方案：一是可以绕过这个问题(从商店购买袋装冰)。或者你可以试着进一步诊断制冰机，看看是否有零件需要修复。三是你可以买一个新的制冰机，把它安装在现有的那个地方。你决定买一个新的制冰机。

修复问题：制冰机一到，你就把它装上。

测试：在重新接通电源并等待一夜之后，你的新制冰机开始制冰。没有发现新的问题。

现在让我们把这个过程应用到上节课的简单程序中：

#include <iostream>

// Adds two numbers
int add(int x, int y)
{
    return x - y; // function is supposed to add, but it doesn't
}

int main()
{
    std::cout << add(5, 3) << '\n'; // should produce 8, but produces 2
    return 0;
}

这段代码的唯一优点就是错的很明显：错误的答案通过第11行打印到屏幕上。这为我们的调查提供了一个起点。

找到问题的根因：在第11行，我们可以看到传递的参数(5和3)是字面量，因此没有出错的空间。由于函数 add 的输入是正确的，但输出是错误的，很明显函数add一定计算出了错误的值。函数 add 中唯一的语句是return语句，它一定是罪魁祸首。方向没有错，现在我们知道注意力应该集中在哪里，随后便可以发现这里在做减法而不是加法，基本上一眼就可以看出来！

理解问题：在这里指针，很显然为什么会得到错误的值——因为使用了错误的操作符。

确定修复方法：将减号改成加号即可。

修复问题：在程序中将减号改为加号，确保程序可以编译。

测试：在实现更改之后，重新运行程序，确定得到了正确值：8。对于这个简单的程序，这就是所有需要的测试。

这个示例很简单，但说明了对任何程序进行排错(debug)时应该经历的基本过程。