C语言程序设计实例教程(第2版)第13章程序调试与常见错误分析课件.ppt

第第13章章 程序调试与常见错误分析程序调试与常见错误分析13.1 程序调试程序调试13.2 常见错误分析常见错误分析13.1程序调试13.1.1程序调试的步骤所谓程序调试，是指对程序的查错和排错。调试程序一般应经过以下几个步骤。1.人工检查，即静态检查在写好一个程序以后，不要匆匆忙忙上机，而应对纸面上的程序进行人工检查。这一步是十分重要的，它能发现程序设计人员由于疏忽而造成的多处错误。而这一步骤往往容易被忽视。有的用户总希望把一切推给计算机系统去做，但这样就会多占用机器时间。而且，作为一个程序设计人员应当养成严谨科学的作风，每一步都要严格把关，不要把问题留给后面的工序。为了更有效地进行人工检查，所编的程序应力求做到以下几点：(1)应当采用结构化程序方法编程，以增加可读性。(2)尽可能多地加注释，以帮助理解每段程序的作用。(3)在编写复杂的程序时，不要将全部语句都写在main函数中，而要多利用函数，用一个函数来实现一个单独的功能。这样既易于阅读，也便于调试，各函数之间除用参数传递数据外，数据间应尽量少出现耦合关系，以便于分别检查和处理。2.上机调试，即动态检查在人工(静态)检查无误后，才可以上机调试。通过上机发现的错误称之为动态检查。在编译时，系统会给出语法错误的信息(包括哪一行有错以及错误类型)，用户可以根据提示的信息具体找出程序中出错之处并进行修改。应当注意的是：有时提示的出错行并不是真正出错的行，如果在提示出错的行上找不到错误的话，应当到上一行再找。另外，有时提示出错的类型并非绝对准确，由于出错的情况繁多而且各种错误互有关联，因此要善于分析，找出真正的错误，而不要死抱住提示的出错信息不放，钻牛角尖。如果系统提示的出错信息多，应当从上到下逐一改正。有时显示出一大片错误信息往往使人感到问题严重，无从下手。其实可能只有一两个错误。例如，对所用的变量未定义，编译时就会对所有含该变量的语句发出出错信息。这时只要加上一个变量定义，那么所有错误就都消除了。3.运行程序，试验数据在改正语法错误(包括“错误”error和“警告”warning)后，程序经过链接(link)就得到可执行的目标程序。运行程序，输入程序所需数据，就可得到运行结果。应当对运行结果作分析，看它是否符合要求。有的初学者看到输出运行结果就认为没问题了，不作认真分析，这是危险的。有时，数据比较复杂，难以立即判断结果是否正确。可以事先考虑好一批“试验数据”，输入这些数据，可以判断结果正确与否。例如，解方程ax2+bx+c=0，输入a、b、c的值分别为1、-2、1时，根x的值是1。这是容易判断的，若根不等于1，程序显然有错。但是，用“试验数据”时，程序运行结果正确，还不能保证程序完全正确。因为有可能输入另一组数据时运行结果不对。例如，用公式求根x的值，当a0和b2-4ac0时，能得出正确结果；当a=0或b2-4acb);printf(aislargerthanbn);本意为，当ab时输出“aislargerthanb”的信息。但由于在“if(ab)”后加了分号，因此if语句到分号结束。即当(ab)为真时，执行一个空语句。本来想ab时不输出上述信息，但现在printf函数语句并不从属于if语句，而是与if语句平行的语句。不论ab还是ab，“aislargerthanb”都被输出出来。又如：for(i=0;i10;i+);scanf(%d,&x);printf(%dn,x*x);本意为先后输入10个数，每输入一个数后输出它的平方值。由于在for()后加了一个分号，使循环体变成了空语句，因此，只能输入一个整数并输出它的平方值。(10)输入变量时忘记使用地址符。例如：scanf(%d%d,a,b);这是许多初学者刚学习C语言时一个常见的疏忽，或者说是习惯性的错误，因为在其他语言中在输入时只需要写出变量名即可，而C语言要求指示：“向哪个地址标识的单元送值”，应写成scanf(%d%d,&a,&b);(11)括弧不配对。当一个语句中使用多层括弧时常出现括弧不配对的错误，纯属粗心所致。例如：while(c=getchar()!=#)putchar(c);少了一个右括弧。(12)switch语句的各分支中漏写break语句。例如：switch(score)case5:printf(Verygood!);case4:printf(Good!);case3:printf(Pass!);case2:printf(Fail!);default:printf(dataerror!);上述switch语句的作用是希望根据score(成绩)打印出评语。但当score的值为5时，输出为：VeryGood!Good!Pass!Fail!dataerror!原因是漏写了break语句。case只起标号的作用，而不起判断作用，因此在执行完第一个printf函数语句后接着执行第二、三、四、五个printf函数语句。应改为switch(score)case5:printf(Verygood!);break;case4:printf(Good!);break;case3:printf(Pass!);break;case2:printf(Fail!);break;default:printf(dataerror!);(13)引用数组元素时误用了圆括弧。例如：main()inti,a(10);for(i=0;i10;i+)scanf(%d,&a(i);C语言中对数组的定义或引用数组元素时必须用方括弧。14)对应该有花括弧的复合语句，忘记加花括弧。例如：sum=0;i=1;while(i=100)sum=sum+i;i+;本意是实现1+2+100，即。但上面的语句只是重复了sum+i的操作，而且循环永不终止。因为i的值始终没有改变。错误在于没有写成复合语句形式。因此while语句的范围到其后第一个分号为止。语句“i+;”不属于循环体范围之内。应改为while(i=100)sum=sum+i;i+;(15)在用标识符时，忘记了大写字母和小写字母的区别。例如：main()inta,b,c;a=2;b=3;C=A+B;printf(%d+%d=%,A,B,C);编译时出错。编译程序把a和A认作是两个不同的变量名处理，同样，b和B，c和C都分别代表两个不同的变量。(16)在定义数组时，将定义的“元素个数”误认为是“可使用的最大下标值”。例如：main()staticinta10=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10;inti;for(i=1;iy?x:y);这个程序乍看起来没有什么问题，但在编译时有出错信息。原因是，max函数是实型的，而且在main函数之后才定义，也就是max函数的定义位置在main函数中的调用max函数之后。改错的方法可以用下面两种方法之一。在main函数中增加一个对max函数的说明，即main()floatmax();/*说明将要用到的max函数为实型*/floatx,y,z;x=3.5;y=-7.6;z=max(x,y);printf(%fn,z);将max函数的定义位置调到main函数之前。即floatmax(x,y)floatx,y;return(z=xy?x:y);main()floatx,y,z;x=3.5;y=-7.6;z=max(x,y);printf(%fn,z);这样，编译时不会出错，程序运行结果是正确的。(23)将函数的形参和函数中的局部变量一起定义。例如：max(x,y)intx,y,z;z=xy?x:y;return(z);形参应该在函数体之前定义，而函数中用到的局部变量应在函数体中定义。应改为max(x,y)intx,y;intz；z=xy?x:y;return(z);(24)函数的实参和形参类型不一致。例如：main()inta=3;b=4;c=fun(a,b);fun(x,y)floatx,y;实参a、b为整型，形参x、y为实型。a和b的值传递给x和y时，x和y的值并非3和4。C要求实参与形参的类型一致。(25)没有注意函数参数的求值顺序。例如：i=3;printf(%d,%dn,i,+i,+i);许多人认为输出必然是3,4,5实际不尽然。在许多系统中输出是5,5,4因为许多系统是采取自右至左的顺序求函数参数值的。先求出最右面一个参数(+i)的值为4，再求出第2个参数(+i)的值为5，最后求出最左面的参数(i)的值为5。C标准没有具体规定函数参数求值的顺序是自左而右还是自右而左。但每个C编译程序都有自己的顺序，在有些情况下，从左到右求解和从右到左求解的结果是相同的。例如：fun1(a+b,b+c,c+a);fun1是一个函数名，a+b、b+c、c+a是3个实参表达式。在一般情况下，自左至右地求这三个表达式的值和自右至左地求它们的值是一样的，但在前面的例子中却不相同。因此，建议最好不用会引起二义性的用法。如果在上例中，希望输出“3,4,5”时，可以改用i=3;j=i+1;k=j+1;printf(%d,%d,%dn,i,j,k);(26)混淆数组名与指针变量的区别。例如：main()inti,a5;for(i=0;i5;i+)scanf(%d,a+);企图通过a的改变使指针下移，每次指向欲输入数据的数组元素。它的错误在于：不了解数组名代表数组首地址，它的值是不能改变的，用a+是错误的，应当用指针变量来指向各数组元素。即inti,a5,*p;p=a;for(i=0;i5;i+)scanf(%d,p+);或者inta5,*p;for(p=a;pa+5;p+)scanf(%d,p);(27)误认为形参值的改变会影响实参的值。例如：main()inta,b;a=3;b=4;swap(a,b);printf(%d,%dn,a,b);swap(x,y)intx,y;intt;t=x;x=y;y=t;原意是通过调用swap函数使a和b的值对换，然后在main函数中输出已对换了值的a和b。但是这样的程序是达不到目的的，因为x和y值的变化是不传送回实参a和b的，main函数中的a和b值并未改变。如果想从函数得到一个以上的变化了的值，应该用指针变量。用指针变量作函数参数，使指针变量所指向的变量的值发生变化。此时变量的值改变了，主调函数中可以利用这些已改变的值。如：main()inta,b,*P1,*P2;a=3;b=4;p1=&a;p2=&b;swap(p1,p2);printf(%d,%dn,a,b);/*a和b的值已对换*/swap(pt1,pt2)int*pt1,*pt2;intt;t=*pt1;*pt1=*pt2;*pt2=t;(28)混淆结构体类型与结构体变量的区别，对一个结构体类型赋值。例如：structworkerlongintnum;charname20;charsex;intage;worker.num=187045;strcpy(worker.name,ZhangFan);worker.sex=M;worker.age=18;这是错误的，只能对变量赋值而不能对类型赋值。上面只定义了structworker类型而未定义变量。应改为structworkerlongintnum;charname20;charsex;intage;structworkerworker_1;worker_1.num=187045;strcpy(worker_1.name,ZhangFan);worker_1.sex=M;worker_1.age=18;今定义了结构体变量worker_1，并对其中的各成员赋值。(29)使用文件时忘记打开，或打开方式与使用情况不匹配。例如：if(fp=fopen(test,r)=NULL)printf(cannotopenthisfilen);exit(0);ch=fgetc(fp);while(ch!=#)ch=ch+4;fputc(ch,fp);ch=fget(fp);对以“r”方式(只读方式)打开的文件，进行既读又写的操作，显然是不行的。此外，有的程序常忘记关闭文件，虽然系统会自动关闭所用文件，但可能会丢失数据。因此必须在用完文件后关闭它。以上只是列举了一些初学者常出现的错误，这些错误大多是由于对C语言的语法不熟悉造成的。对C语言使用多了，熟练了，错误自然就会减少了。在深入使用C语言后，还会出现其他一些更深入、更隐蔽的错误。程序出错有下面两种情况。语法错误。指违背了C语言的语法的规定，对这类错误，编译程序一般能给出“出错信息”，并且告诉你在哪一行出错。只要细心，错误是可以很快发现并排除的。逻辑错误。程序并没有违背语法规则，但程序执行结果与原意不符。这是由于程序设计人员通知给系统的指令与原意不相同，即出现了逻辑上的混乱。例如，前面第14条错误：sum=0;i=1;while(i=100)sum=sum+i;i+;语法并无错误。但while语句通知给系统的信息是：当i100时，执行“sum=sum+i;”。C语言系统无法辨别程序中这个语句是否符合作者的原意，而只能忠实地执行这一指令。这种错误比语法错误更难检查，要求程序员有较丰富的经验。