常見錯誤與程序調(diào)試

1、第十四章l 主要內(nèi)容主要內(nèi)容14.14. 常見錯誤分析常見錯誤分析14.14. 程序調(diào)試程序調(diào)試要真正學(xué)好C、用好C并不容易，“靈活”固然是好事，但也使人難以掌握，尤其是初學(xué)者往往出了錯還不知怎么回事。C編譯程序?qū)φZ法的檢查不如其他高級語言那樣嚴(yán)格(這是為了給程序人員留下“靈活”的余地)。因此，往往要由程序設(shè)計者自己設(shè)法保證程序的正確性。調(diào)試一個C程序要比調(diào)試一個PASCAL或FORTRAN程序更困難一些。需要不斷積累經(jīng)驗，提高程序設(shè)計和調(diào)試程序的水平。C語言有些語法規(guī)定和其他高級語言不同，學(xué)習(xí)過其他高級語言的讀者往往按照使用其他高級語言的習(xí)慣來寫C程序，這也是出錯的一個原因。14.1常見錯誤

2、分析下面將初學(xué)者在學(xué)習(xí)和使用C語言(不包括C+)時容易犯的錯誤列舉出來，以起提醒的作用。這些內(nèi)容在以前各章中大多已談到，為便于查閱，在本章中集中列舉，供初學(xué)者參考，以此為鑒。(1) 忘記定義變量。如：main()x=3; y=6; printf(%dn，x+y); (2) 輸入輸出的數(shù)據(jù)的類型與所用格式說明符不一致。例如，若a已定義為整型，b已定義為實型。a=3;b=45;printf(%f%dn，a，b);編譯時不給出出錯信息，但運行結(jié)果將與原意不符，輸出為000000016402它們并不是按照賦值的規(guī)則進行轉(zhuǎn)換(如把45轉(zhuǎn)換成4)，而是將數(shù)據(jù)在存儲單元中的形式按格式符的要求組織輸出(如b占

3、4個字節(jié)，只把最后兩個字節(jié)中的數(shù)據(jù)按%d，作為整數(shù)輸出)。(3) 未注意int型數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍。一般微型計算機上使用的C編譯系統(tǒng)，對一個整型數(shù)據(jù)分配兩個字節(jié)。因此一個整數(shù)的范圍為-215215-1，即-3276832767。常見這樣的程序段：int num;num=32767;printf(%d，num+1);得到的卻是-32768，原因是32768超過32767。變成補碼形式(4) 輸入變量時忘記使用地址符。如：scanf(%d%d，a，b);這是許多初學(xué)者剛學(xué)習(xí)C語言時一個常見的疏忽，或者說是習(xí)慣性的錯誤，因為在其他語言中在輸入時只需寫出變量名即可，而C語言要求指明“向哪個地址標(biāo)識的單元送

4、值”。應(yīng)寫成scanf(%d%d，&a，&b);(5) 輸入時數(shù)據(jù)的組織與要求不符。用scanf函數(shù)輸入數(shù)據(jù)，應(yīng)注意如何組織輸入數(shù)據(jù)。假如有以下scanf函數(shù)：scanf(%d%d，&a，&b);有人按下面的方法輸入數(shù)據(jù)：3，4這是錯的。數(shù)據(jù)間應(yīng)該用空格來分隔。讀者可以用printf(%d%d，a，b);來驗證一下。應(yīng)該用以下方法輸入：34如果scanf函數(shù)為scanf(%d，%d，&a，&b);對scanf函數(shù)中格式字符串中除了格式說明符外，對其他字符必須按原樣輸入。因此，應(yīng)按以下方法輸入：3，4此時如果用“34”反而錯了。還應(yīng)注意，不能企圖用

5、scanf(input a & b：%d，%d，&a，&b);想在屏幕上顯示一行信息：input a & b：然后在其后輸入a和b的值，這是不行的。這是由于有的讀者以為scanf具有BASIC語言中的INPUT語句的功能(先輸出一個字符串，再輸入變量的值)。如果想在屏幕上得到所需的提示信息，可以另加一個printf函數(shù)語句：printf(input a & b：);scanf(%d，%d，&a，&b);(6) 誤把“=”作為“等于”比較符。C編譯系統(tǒng)將(a=b)作為賦值表達式處理，將b的值賦給a，然后判斷a的值是否零，若為非零，則作為“真

6、”;若為零作為假。如果a的值為3，b的值為4，ab，按原意不應(yīng)輸出“ae q u a lt ob”。而現(xiàn)在先將b的值賦給a，a也為4，賦值表達式的值為4。if語句中的表達式值為真(非零)，因此輸出“ae q u a lt o b”。這種錯誤在編譯時是檢查不出來的，但運行結(jié)果往往是錯的。而且由于習(xí)慣的影響，程序設(shè)計者自己往往也不易發(fā)覺。(7) 語句后面漏分號。C語言規(guī)定語句末尾必須有分號。分號是C語句不可缺少的一部分。這也是和其他語言不同的。有的初學(xué)者往往忘記寫這一分號。如：a=3b=4編譯時，編譯程序在“a=3”后面未發(fā)現(xiàn)分號，就把下一行“b=4”也作為上一行的語句的一部分，這就出現(xiàn)語法錯誤。

7、有時編譯時指出某行有錯，但在該行上并未發(fā)現(xiàn)錯誤，應(yīng)該檢查上一行是否漏了分號。如果用復(fù)合語句，有的學(xué)過PASCAL語言的讀者往往漏寫最后一個語句的分號，如：t=a; a=b; b=t 在PASCAL中分號是兩個語句間的分隔符而不是語句的一部分，而在C中，沒有分號的就不是語句。(8) 在不該加分號的地方加了分號。例如：if(ab);printf(aislarger than bn);總之，在if、for、while語句中，不要畫蛇添足多加分號。(9) 對應(yīng)該有花括弧的復(fù)合語句，忘記加花括弧。如：sum=0;i=1;while(i=100) sum=sum+i; i+;本意是實現(xiàn)1+2+100，即i

8、。但上面的語句只是重復(fù)了sum+1的操作，而且循環(huán)永不終止。因為i的值始終沒有改變。錯誤在于沒有寫成復(fù)合語句形式。因此while語句的范圍到其后第一個分號為止。語句“i+;”不屬于循環(huán)體范圍之內(nèi)。100i=0 (10) 括弧不配對。當(dāng)一個語句中使用多層括弧時常出現(xiàn)這類錯誤，純屬粗心所致。如：while(c=getchar()！=#)putchar(c);少了一個右括弧。(11) 在用標(biāo)識符時，忘記了大寫字母和小寫字母的區(qū)別。例如：main()inta，b，c; a=2;b=3; C=A+B; printf(%d+%d=%，A，B，C); 編譯時出錯。編譯程序把a和A認(rèn)作是兩個不同的變量名處理，

9、同樣b和B，c和C都分別代表兩個不同的變量。(12) 引用數(shù)組元素時誤用了圓括弧。如：main()int i，a(10); for(i=0;i10;i+) scanf(%d，&a(i); C語言中對數(shù)組的定義或引用數(shù)組元素時必須用方括弧。(13) 在定義數(shù)組時，將定義的“元素個數(shù)”誤認(rèn)為是“可使用的最大下標(biāo)值”。main()int a10=1，2，3，4，5，6，7，8，9，10; int i; for(i=1;i=10;i+)printf(%d，ai); (14) 對二維或多維數(shù)組的定義和引用的方法不對。main()int a5，4; printf(%d，a1+2，2+2); (15

10、) 誤以為數(shù)組名代表數(shù)組中全部元素。例如：main()int a4=1，3，5，7; printf(%d%d%d%dn，a);(16) 混淆字符數(shù)組與字符指針的區(qū)別。main()char str4; str=Computer and c; printf(%sn，str); 編譯出錯。str是數(shù)組名，代表數(shù)組首地址。在編譯時對str數(shù)組分配了一段內(nèi)存單元，因此在程序運行期間str是一個常量，不能再被賦值。 (17) 在引用指針變量之前沒有對它賦予確定的值。main()char *p; scanf(%s，p); 應(yīng)當(dāng)改為char *p，c20;p=c;scanf(%s，p);(18) switch

11、語句的各分支中漏寫break語句。(18) switch語句的各分支中漏寫break語句。例如：switch(score)case 5：printf(ery good！); case 4：printf(Good！); case 3：printf(Pass！); case 2：printf(Fail！); defult：printf(data error！);原因是漏寫了break語句。case只起標(biāo)號的作用，而不起判斷作用，因此在執(zhí)行完第一個printf函數(shù)語句后接著執(zhí)行第2、3、4、5個printf函數(shù)語句。應(yīng)改為switch(score)case 5：printf(erygood！);br

12、eak; case 4：printf(Good！); break; case 3：printf(Pass！);break; case 2：print(Fail！); break; defult：print(data error！);(19) 混淆字符和字符串的表示形式。char sex;sex=M;sex是字符變量，只能存放一個字符。而字符常量的形式是用單引號括起來的，應(yīng)改為sex=M;“M”是用雙引號括起來的字符串，它包括兩個字符：M和0，無法存放到字符變量sex中。(20) 使用自加(+)和自減(-)運算符時出的錯誤。例如：main()intp，a5=1，3，5，7，9; p=a; pri

13、ntf(%d，*p+);不少人認(rèn)為“*p+”的作用是先使p加1，即指向第1個元素a1處，然后輸出第一個元素a1的值3。其實應(yīng)該是先執(zhí)行p+，而p+的作用是先用p的原值，用完后使p加1。p的原值指向數(shù)組a的第0個元素a0， (21) 有人習(xí)慣用傳統(tǒng)的方式對函數(shù)形參進行聲明，但卻把對函數(shù)的形參和函數(shù)中的局部變量混在一起定義。如：max(x，y)int x，y，;=xy？x，y; return(); 應(yīng)改為max(x，y) int x，y; int ; =xy？x：y; return(); (22) 所調(diào)用的函數(shù)在調(diào)用語句之后才定義，而又在調(diào)用前未加說明。main()float x，y，; x=35

14、;y=-76; =max(x，y); printf(%fn，); float max(float x，float y) return(=xy？x：y);這個程序乍看起來沒有什么問題，但在編譯時有出錯信息。原因是max函數(shù)是實型的，而且在main函數(shù)之后才定義，也就是max函數(shù)的定義位置在main函數(shù)中的調(diào)用max函數(shù)之后。改錯的方法可以用以下二者之一：在main函數(shù)中增加一個對max函數(shù)的聲明，即函數(shù)的原型：main() float max(float，float);/*聲明將要用到的max函數(shù)為實型*/ float x，y，; x=35;y=-76; =max(x，y); printf(%f

15、n，); 將max函數(shù)的定義位置調(diào)到main函數(shù)之前。即：float max(float x，float y) return(=xy？x：y); main()float x，y，; x=35;y=-76; =max(x，y); printf(%fn，);這樣，編譯時不會出錯，程序運行結(jié)果是正確的。(23) 誤認(rèn)為形參值的改變會影響實參的值。main()inta，b; a=3;b=4; swap(a，b); printf(%d，%dn，a，b);swap(int x，int y)int t; t=x;x=y;y=t; 原意是通過調(diào)用swap函數(shù)使a和b的值對換，然后在main函數(shù)中輸出已對換了值

16、的a和b。但是這樣的程序是達不到目的的，因為x和y的值的變化是不傳送回實參a和b的，main函數(shù)中的a和b的值并未改變。如果想從函數(shù)得到一個以上的變化了的值，應(yīng)該用指針變量。用指針變量作函數(shù)參數(shù)，使指針變量所指向的變量的值發(fā)生變化。此時變量的值改變了，主調(diào)函數(shù)中可以利用這些已改變的值。如：main()int a，b，*p1，*p2; a=3;b=4; p1=&a;p2=&b; swap(p1，p2); printf(%d，%dn，a，b);/a和b的值已對換/ swap(int *pt1， int *pt2)int t; t=*pt1;*pt1=*pt2;*pt2=t; (24

17、) 函數(shù)的實參和形參類型不一致。main()int a=3，b=4; c=fun(a，b); fun(float x，float y) 實參a、b為整型，形參x、y為實型。a和b的值傳遞給x和y時，x和y的值并非3和4。C要求實參與形參的類型一致。如果在main函數(shù)中對fun作原型聲明：fun (float, float);程序可以正常運行，此時，按不同類型間的賦值的規(guī)則處理，在虛實結(jié)合后x=3.0, y=4.0。也可以將fun函數(shù)的位置調(diào)到main函數(shù)之前，也可獲正確結(jié)果。(25) 不同類型的指針混用。main()int i=3，*p1; float a=15，*p2; p1=&i;

18、p2=&a; p2=p1; printf(%d，%dn，*p1，*p2); 企圖使p2也指向i，但p2是指向?qū)嵭妥兞康闹羔?，不能指向整型變量。指向不同類型的指針間的賦值必須進行強制類型轉(zhuǎn)換。如：p2=(float*)p1;這種情況在C程序中是常見的。例如，用malloc函數(shù)開辟內(nèi)存單元，函數(shù)返回的是指向被分配內(nèi)存空間的void *類型的指針。而人們希望開辟的是存放一個結(jié)構(gòu)體變量值的存儲單元，要求得到指向該結(jié)構(gòu)體變量的指針，可以進行如下的類型轉(zhuǎn)換。struct studentint num; char name20; float score; ;struct studentstudent

19、1，*p;p=(struct student *)malloc(LEN);p是指向struct student結(jié)構(gòu)體類型數(shù)據(jù)的指針，將malloc函數(shù)返回的void *類型指針轉(zhuǎn)換成指向struct student類型變量的指針。(26) 沒有注意函數(shù)參數(shù)的求值順序。例如有以下語句：i=3;printf(%d，%d，%dn，i，+i，+i);許多人認(rèn)為輸出必然是3，4，5實際不盡然。在Turbo C和其他一些C系統(tǒng)中輸出是5，5，4因為這些系統(tǒng)是采取自右至左的順序求函數(shù)參數(shù)的值。先求出最右面一個參數(shù)(+i)的值為4，再求出第2個參數(shù)(+i)的值為5，最后求出最左面的參數(shù)(i)的值5。C標(biāo)準(zhǔn)沒有

20、具體規(guī)定函數(shù)參數(shù)求值的順序是自左而右還是自右而左。但每個C編譯程序都有自己的順序，在有些情況下，從左到右求解和從右到左求解的結(jié)果是相同的。例如fun1(a+b，b+c，c+a);fun1是一個函數(shù)名。3個實參表達式a+b、b+c、c+a。在一般情況下，自左至右地求這3個表達式的值和自右至左地求它們的值是一樣的，但在前面舉的例子是不相同的。因此，建議最好不用會引起二義性的用法。如果在上例中，希望輸出“3，4，5”時，可以改用i=3;j=i+1;k=j+1;printf(%d，%d，%dn，i，j，k);(27) 混淆數(shù)組名與指針變量的區(qū)別。main()int i，a5; for(i=0;i5;i

21、+)scanf(%d，a+);企圖通過a的改變使指針下移，每次指向欲輸入數(shù)據(jù)的數(shù)組元素。它的錯誤在于不了解數(shù)組名代表數(shù)組首地址，它的值是不能改變的，用a+是錯誤的，應(yīng)當(dāng)用指針變量來指向各數(shù)組元素。即：int i，a5，*p;p=a;for(i=0;i5;i+)scanf(%d，p+); 或int a5，*p;for(p=a;pa+5;p+)scanf(%d，p); (28) 混淆結(jié)構(gòu)體類型與結(jié)構(gòu)體變量的區(qū)別，對一個結(jié)構(gòu)體類型賦值。struct workerlong int num; char name20; char sex; int age; ;workernum=187045;strcpy

22、(workername，ZhangFun);workersex=M;workerage=18; 這是錯誤的，只能對變量賦值而不能對類型賦值。上面只定義了struct worker類型而未定義變量。應(yīng)改為struct workerlong int num; char name20; char sex; int age; ;struct worker worker-1;worker-1num=187045;strcpy(worker-1name，Zhang Fun);worker-1sex=M;worker-1age=18; 今定義了結(jié)構(gòu)體變量worker-1，并對其中的各成員賦值。(29) 使用

23、文件時忘記打開，或打開方式與使用情況不匹配。例如，對文件的讀寫，用只讀方式打開，卻企圖向該文件輸出數(shù)據(jù)，例如：if(fp=fopen(test，r)=NULL) printf(cannot open this filen); exit(0); ch=fgetc(fp);while(ch！=#) ch=ch+4; fputc(ch，fp); ch=fget(fp); 對以“r”方式(只讀方式)打開的文件，進行既讀又寫的操作，顯然是不行的。此外，有的程序常忘記關(guān)閉文件，雖然系統(tǒng)會自動關(guān)閉所用文件，但可能會丟失數(shù)據(jù)。因此必須在用完文件后關(guān)閉它。以上只是列舉了一些初學(xué)者常出現(xiàn)的錯誤，這些錯誤大多是對于

24、C語法不熟悉之故。對C語言使用多了，比較熟練了，犯這些錯誤自然就會減少了。在深入使用C語言后，還會出現(xiàn)其他一些更深入、更隱蔽的錯誤。程序出錯有三種情況： 語法錯誤。指違背了C語法的規(guī)定，對這類錯誤，編譯程序一般能給出“出錯信息”，并且告訴你在哪一行出錯。只要細心，是可以很快發(fā)現(xiàn)并排除的。 邏輯錯誤。程序并無違背語法規(guī)則，但程序執(zhí)行結(jié)果與原意不符。這是由于程序設(shè)計人員設(shè)計的算法有錯或編寫程序有錯，通知給系統(tǒng)的指令與解題的原意不相同，即出現(xiàn)了邏輯上的混亂。例如：前面第9條錯誤：sum=0;i=1;while(i=100) sum=sum+i; i+;語法并無錯誤。但while語句通知給系統(tǒng)的信息是

25、當(dāng)i100時，執(zhí)行“sum=sum+i;”。C系統(tǒng)無法辨別程序中這個語句是否符合作者的原意，而只能忠實地執(zhí)行這一指令。這種錯誤比語法錯誤更難檢查。要求程序員有較豐富的經(jīng)驗。 運行錯誤。程序既無語法錯誤，也無邏輯錯誤，但在運行時出現(xiàn)錯誤甚至停止運行。例如：int a ，b ，c;scanf(%d %d，&a，&b);c=b/a;printf(c=%dn，c); 輸入a和b的值， 輸出b/a的值， 程序沒有錯。 但是如果輸入a的值為0， 就會出現(xiàn)錯誤。 因此程序應(yīng)能適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)， 或者說能經(jīng)受各種數(shù)據(jù)的“考驗” ， 具有“健壯性”。寫完一個程序只能說完成任務(wù)的一半(甚至不到一半)

26、。調(diào)試程序往往比寫程序更難，更需要精力、時間和經(jīng)驗。常常有這樣的情況：程序花一天就寫完了，而調(diào)試程序二三天也未能完。有時一個小小的程序會出錯五六處，而發(fā)現(xiàn)和排除一個錯誤，有時竟需要半天，甚至更多。希望讀者通過實踐掌握調(diào)試程序的方法和技術(shù)。16.2程 序 調(diào) 試所謂程序調(diào)試是指對程序的查錯和排錯。調(diào)試程序一般應(yīng)經(jīng)過以下幾個步驟：(1) 先進行人工檢查，即靜態(tài)檢查。在寫好一個程序以后，不要匆匆忙忙上機，而應(yīng)對紙面上的程序進行人工檢查。這一步是十分重要的，它能發(fā)現(xiàn)程序設(shè)計人員由于疏忽而造成的多數(shù)錯誤。而這一步驟往往容易被人忽視。有人總希望把一切推給計算機系統(tǒng)去做，但這樣就會多占用機器時間。而且，作為

27、一個程序人員應(yīng)當(dāng)養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，每一步都要嚴(yán)格把關(guān)，不把問題留給后面的工序。為了更有效地進行人工檢查，所編的程序應(yīng)注意力求做到以下幾點：應(yīng)當(dāng)采用結(jié)構(gòu)化程序方法編程，以增加可讀性;盡可能多加注釋，以幫助理解每段程序的作用;在編寫復(fù)雜的程序時，不要將全部語句都寫在main函數(shù)中，而要多利用函數(shù)，用一個函數(shù)來實現(xiàn)一個單獨的功能。這樣既易于閱讀也便于調(diào)試，各函數(shù)之間除用參數(shù)傳遞數(shù)據(jù)這一渠道以外，數(shù)據(jù)間盡量少出現(xiàn)耦合關(guān)系，便于分別檢查和處理。(2) 在人工(靜態(tài))檢查無誤后，才可以上機調(diào)試。通過上機發(fā)現(xiàn)錯誤稱動態(tài)檢查。在編譯時給出語法錯誤的信息(包括哪一行有錯以及錯誤類型)，可以根據(jù)提示的信息具體找出程序中出錯之處并改正之。應(yīng)當(dāng)注意的是：有時提示的出錯行并不是真正出錯的行，如果在提示出錯的行上找不到錯誤的話應(yīng)當(dāng)?shù)缴弦恍性僬摇Ａ硗?，有時提示出錯的類型并非絕對準(zhǔn)確，由于出錯的情況繁多而且各種錯誤互有關(guān)聯(lián)，因此要善于分析，找出真正的錯誤，而不要只從字面意義上死摳出錯信息，鉆牛角尖。如果系統(tǒng)提示的出錯信息多，應(yīng)當(dāng)從上到下逐一改正。有時顯示出一大片出錯信息往往