C++調(diào)試過程中最麻煩的問題—運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤

2020-05-23 14:26:23

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供稿：網(wǎng)友

在調(diào)試過程中，運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤是最麻煩的問題。因?yàn)榫幾g錯(cuò)誤可以由編譯器檢查出來，而大多數(shù)編譯器對(duì)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤卻無能為力。查錯(cuò)和糾錯(cuò)的工作完全由用戶自己來完成。

運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤還分為兩種：
一種是由于考慮不周或輸入錯(cuò)誤導(dǎo)致程序異常（Exception），比如數(shù)組越界訪問，除數(shù)為零，堆棧溢出等等。
另一種是由于程序設(shè)計(jì)思路的錯(cuò)誤導(dǎo)致程序異?；螂y以得到預(yù)期的效果。

對(duì)于第一類運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤，我們不需要重新設(shè)計(jì)解決問題的思路，認(rèn)為當(dāng)前算法是可行的、有效的。我們只需要找出輸入的錯(cuò)誤或考慮臨界情況的處理方法即可。對(duì)于第二類運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤，不得不遺憾地說，一切都要從頭再來。

見識(shí)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤

由于編譯器無法發(fā)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤，這些錯(cuò)誤往往是在程序運(yùn)行時(shí)以五花八門的形式表現(xiàn)出來。下面就是典型的幾種因運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤引起的問題：
（1）WindowsXP錯(cuò)誤報(bào)告

C++調(diào)試過程中最麻煩的問題—運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤

（2）內(nèi)存不能為Read/Written

（3）非法操作

（4）Debug錯(cuò)誤

查找錯(cuò)誤點(diǎn)

語法錯(cuò)誤的位置能很快地被編譯器找到，而運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤的位置卻很難被我們發(fā)現(xiàn)。即使我們一條條地檢查語句，也未必能檢查出什么。所以，在這里要介紹一種查找導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤的語句的方法。

我們知道，帶有運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤的程序是可以運(yùn)行的。當(dāng)它運(yùn)行到一個(gè)產(chǎn)生錯(cuò)誤的語句時(shí)，就提示出錯(cuò)了。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，我們可以用輸出語句來判斷程序的運(yùn)行流程。下面就讓我們來看一段有運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤的程序：（程序11.4）
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
char a[5],b[5];
int alen=0,blen=0;//記錄字符串a(chǎn)和b的長度
cin >>a >>b;
for (int i=0;a[i]!='/0' && b[i]!='/0';i++)//計(jì)算字符串的長度
{
if (a[i]!='/0')
alen++;
if (b[i]!='/0')
blen++;
}
char *c=new char[alen+blen];//申請(qǐng)堆內(nèi)存，存放連接后的字符串
for (i=0;i<=alen+blen;i++)//把字符串a(chǎn)和b連接復(fù)制到字符串c
{
if (i<alen)
c[i]=a[i];
else
c[i]=b[i-alen];
}
cout <<c <<endl;
delete [] c;//釋放堆內(nèi)存
return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：
OOTTMA
TomatoStudio
udioTomat　　葺葺葺葺癅

在程序運(yùn)行結(jié)束之前，提示Debug Error，它屬于一種運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。而且根據(jù)輸出的一些內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)程序也沒有達(dá)到連接字符串的目的。所以我們讓程序輸出更多信息，查找錯(cuò)誤原因。首先在計(jì)算字符串a(chǎn)和b的長度后，輸出他們的長度，即在第一個(gè)for語句后添加一句cout <<"alen=" <<alen <<"blen=" <<blen <<endl;。

運(yùn)行結(jié)果：
OOTTMA
TomatoStudio
alen=4blen=4
udioTomat　　葺葺葺葺癅

OOTTMA字符串長為6，TomatoStudio字符串長為12。根據(jù)程序運(yùn)行結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)計(jì)算出的字符串長度有問題。所以我們必須檢查實(shí)現(xiàn)該功能的語句。另外，由字符串長度我們可以想到申請(qǐng)空間是否足夠的問題。發(fā)現(xiàn)數(shù)組的空間只能存放5個(gè)字符，而現(xiàn)在兩個(gè)字符串都已經(jīng)超過這個(gè)限制。于是把數(shù)組空間擴(kuò)大，該作char a[20],b[20];。

運(yùn)行結(jié)果：
OOTTMA
TomatoStudio
alen=6blen=6
OOTTMATomatoS　　葺葺癅

發(fā)現(xiàn)字符串a(chǎn)的長度已經(jīng)正確，可是字符串b的長度為什么不對(duì)呢？經(jīng)過多次嘗試，我們發(fā)現(xiàn)，正確的字符串長度總是較短的字符串。所以我們想到檢查循環(huán)繼續(xù)的條件是否正確，如果過早地終止循環(huán)，就會(huì)導(dǎo)致這種情況。果然，a[i]!='/0' && b[i]!='/0'意味著只要有一個(gè)字符串結(jié)束，那么長度計(jì)算就結(jié)束了，故把&&改成||。

運(yùn)行結(jié)果：
OOTTMA
TomatoStudio
alen=35blen=41
OOTTMA

這么一改，居然兩個(gè)長度全都錯(cuò)了。我們不禁要思考為什么會(huì)這樣了：用一個(gè)for語句來計(jì)算兩個(gè)字符串的長度，當(dāng)循環(huán)變量越過任一個(gè)字符串的結(jié)尾符以后又誤認(rèn)為它沒有結(jié)束，所以輸出的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于字符串的實(shí)際長度。我們把計(jì)算字符串長度用兩個(gè)for語句來實(shí)現(xiàn)。即程序被改寫成這樣：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
char a[20],b[20];
cin >>a >>b;
for (int alen=0;a[alen]!='/0';alen++);//計(jì)算字符串a(chǎn)的長度
for (int blen=0;b[blen]!='/0';blen++);//計(jì)算字符串b的長度
cout <<"alen=" <<alen <<"blen=" <<blen <<endl;
char *c=new char[alen+blen];
for (int i=0;i<=alen+blen;i++)
{
if (i<alen)
c[i]=a[i];
else
c[i]=b[i-alen];
}
cout <<c <<endl;
delete [] c;
return 0;
}
運(yùn)行結(jié)果：
OOTTMA
TomatoStudio
alen=6blen=12
OOTTMATomatoStudio

現(xiàn)在兩個(gè)字符串的長度都正確了，輸出的內(nèi)容也實(shí)現(xiàn)了字符串的連接，但是Debug Error仍然存在。繼續(xù)檢查，發(fā)現(xiàn)剩下的語句和申請(qǐng)的堆內(nèi)存空間字符串c有關(guān)了。于是先檢查c是否有越界訪問。根據(jù)c申請(qǐng)的空間大小，發(fā)現(xiàn)for語句中循環(huán)繼續(xù)的條件有錯(cuò)誤，導(dǎo)致越界訪問，把它改成i<alen+blen;。

運(yùn)行結(jié)果：
OOTTMA
TomatoStudio
alen=6blen=12
OOTTMATomatoStudio　　@

Debug Error已經(jīng)沒有了，看來造成這個(gè)錯(cuò)誤的原因就是越界了。但是現(xiàn)在輸出的字符串后面有亂碼，可能是結(jié)尾符被忽略了。檢查程序，發(fā)現(xiàn)alen+blen是兩字符串長度，但是沒有考慮結(jié)尾符，所以要給字符串c增加一個(gè)字符的空間。程序改寫成如下：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
char a[20],b[20];
cin >>a >>b;
for (int alen=0;a[alen]!='/0';alen++);
for (int blen=0;b[blen]!='/0';blen++);
//cout <<"alen=" <<alen <<"blen=" <<blen <<endl;
char *c=new char[alen+blen+1];
for (int i=0;i<alen+blen+1;i++)
{
if (i<alen)
c[i]=a[i];
else
c[i]=b[i-alen];
}
cout <<c <<endl;
delete [] c;
return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：
OOTTMA
TomatoStudio
OOTTMATomatoStudio

至此，程序修改完成。在目前的測(cè)試數(shù)據(jù)下，不再出現(xiàn)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤，并且也能實(shí)現(xiàn)字符串連接的功能。

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