编程是个复杂的过程,而且因为由人来完成,所以难免出现错误。由于一些特殊的原因,编程错误称为“bug”,而跟踪和修正错误的过程称为“debugging”,中文叫做**调试**。
程序中会出现几种不同类型的错误,分清这几类错误有助于快速找出问题。
### 1.3.1 编译时错误
编译器只能翻译语法正确的程序,当存在语法问题时,编译失败,你也就无从运行程序了。**语法**指程序的结构和结构的规则。
例如,英语中的句子必须以大写字母开头并以句号结尾。不以大写字母开头或者不以句号结尾的句子在语法上都是错误的。
对大多数读者而言,语法错误不是个严重问题,我们读e e cummings的诗歌时并不会感觉到很多语法错误就是这个原因。
编译器可没这么宽容。程序中不管哪里出现了一个语法错误,编译器都会打印错误信息并退出,结果就是没办法执行程序。
更麻烦的是,C++中的语法规则比英语要多得多,而且编译器给出的错误提示信息不见得总有用。在我们刚学着编程的前几周,你可能要花很多时间来查找语法错误。随着经验的增长,你犯的错会越来越少,找出错误也会更快。
### 1.3.2 运行时错误
第二类错误是运行时错误,因为这类错误在程序运行时才会出现。
下面几周我们编写的都是很简单的程序,运行时错误非常少见,可能过一段时间才会遇到。
### 1.3.3 逻辑与语义错误
第三类错误是逻辑或语义错误。如果程序中有逻辑错误,程序仍会正确编译并运行,编译器不会生成任何错误消息,但是程序运行得不到预期结果。程序执行的不是你需要的功能。其实,你让程序做什么它就做什么,问题在于,你写出的代码和你本来要设计的功能并不一致。也就是说,程序的语义错了。识别逻辑错误可能很复杂,因为这需要你根据程序的输出和找出程序到底在做什么来倒推问题所在。
### 1.3.4 实验性调试
调试应该是你能从本书中学到的最重要的一个技能。虽然调试过程中可能有挫败感,但调试是编程中最具智慧、挑战和乐趣的部分之一。
从某种角度看,调试就像侦探工作。你要根据线索来推理各种过程和事件,最终找到结果。
调试又像做实验。一旦意识到出了问题,你就要修改程序并重新尝试。如果所做的假设正确,你就能预测对修改后的结果,这就离正确的程序又近了一步。如果假设错误,你就要提出新的假设。就像夏洛克•福尔摩斯所说的,“排除了那些不可能的之后,无论剩下什么,即使再不可思议,也一定是真相”(出自柯南道尔的《四签名》一书)。
对某些人而言,编程和调试是一回事。编程就是逐步调试程序直到它满足要求为止。这其中的理念是,总是从一个实现部分功能、可以工作的程序开始,然后加以小的改进并随手调试通过,这样保证总是有一个可用的程序。
比如Linux,它是个包含成千上万行代码的操作系统,最开始却是Linus Torvalds为探索Intel 80386芯片的功能而开发的一个简单程序。据Larry Greenfield所说,“Linus Torvalds早期有个项目,是交替打印AAAA和BBBB的程序,这个程序后来发展为了Linux”(出自*The Linux Users' Guide* Beta版1)。
后续章节会有更多有关调试和其他编程实践的建议。
- 第1章 编程之路
- 1.1 什么是编程语言
- 1.2 什么是程序
- 1.3 什么是调试
- 1.4 形式语言与自然语言
- 1.5 第一个程序
- 1.6 术语表
- 第2章 变量和类型
- 2.1 更多的输出
- 2.2 值
- 2.3 变量
- 2.4 赋值
- 2.5 输出变量
- 2.6 关键字
- 2.7 操作符
- 2.8 操作顺序
- 2.9 操作符
- 2.10 组合
- 2.11 术语表
- 第3章 函数
- 3.1 浮点数
- 3.2 double到int的转换
- 3.3 数学函数
- 3.4 函数组合
- 3.5 添加新函数
- 3.6 定义与使用
- 3.7 多函数编程
- 3.8 参数与参数值
- 3.9 参数和变量的局部性
- 3.10 多参函数
- 3.11 有返回值的函数
- 3.12 术语表
- 第4章 条件和递归
- 4.1 取模操作符
- 4.2 条件执行
- 4.3 选择执行
- 4.4 链式条件
- 4.5 嵌套条件
- 4.6 return语句
- 4.7 递归
- 4.8 无穷递归
- 4.9 递归函数的栈图
- 4.10 术语表
- 第5章 有返回值的函数
- 5.1 返回值
- 5.2 程序开发
- 5.3 组合
- 5.4 重载
- 5.5 布尔值
- 5.6 布尔变量
- 5.7 逻辑操作符
- 5.8 布尔函数
- 5.9 从main函数返回
- 5.10 深入递归
- 5.11 思路跳跃
- 5.12 又一个例子
- 5.13 术语表
- 第6章 迭代
- 6.1 多次赋值
- 6.2 迭代
- 6.3 while语句
- 6.4 制表
- 6.5 二维表
- 6.6 封装和泛化
- 6.7 函数
- 6.8 再说封装
- 6.9 局部变量
- 6.10 再说泛化
- 6.11 术语表
- 第7章 字符串那些事儿
- 7.1 字符串的容器
- 7.2 apstring变量
- 7.3 从字符串中提取字符
- 7.4 字符串长度
- 7.5 遍历
- 7.6 一个运行时错误
- 7.7 find函数
- 7.8 我们自己的find版本
- 7.9 循环与计数
- 7.10 增量与减量操作符
- 7.11 字符串连接
- 7.12 apstring是可变的
- 7.13 apstring是可比较的
- 7.14 字符分类
- 7.15 其他apstring函数
- 7.16 术语表
- 第8章 结构体
- 8.1 复合值
- 8.2 Point对象
- 8.3 访问实例变量
- 8.4 对结构体的操作
- 8.5 作为参数的结构
- 8.6 传值调用
- 8.7 传引用调用
- 8.8 矩形
- 8.9 作为返回值的结构
- 8.10 按引用传递其他类型
- 8.11 获取用户输入
- 8.12 术语表
- 第9章 再谈结构体
- 9.1 Time结构体
- 9.2 printTime函数
- 9.3 对象函数
- 9.4 纯函数
- 9.5 const参数
- 9.6 修改函数
- 9.7 填充函数
- 9.8 哪个最佳?
- 9.9 增量开发vs高屋建瓴
- 9.10 泛化
- 9.11 算法
- 9.12 术语表
- 第10章 向量
- 10.1 元素访问
- 10.2 向量的复制
- 10.3 for循环
- 10.4 向量的长度
- 10.5 随机数
- 10.6 统计
- 10.7 随机数的向量
- 10.8 计数
- 10.9 检查其他值
- 10.10直方图
- 10.11一次遍历的方案
- 10.12随机种子
- 10.13术语表
- 第11章 成员函数
- 11.1 对象和函数
- 11.2 print
- 11.3 隐式变量访问
- 11.4 另一个例子
- 11.5 再一个例子
- 11.6 更复杂的例子
- 11.8 初始化还是构造?
- 11.7 构造函数
- 11.9 最后一个例子
- 11.10 头文件
- 11.11 术语表
- 第12章 对象的向量
- 12.1 组合
- 12.2 纸牌对象(Card)
- 12.3 printCard函数
- 12.4 equals函数
- 12.5 isGreater函数
- 12.6 纸牌的向量
- 12.7 printDeck函数
- 12.8 查找
- 12.9 二分查找
- 12.10 牌堆与子牌堆
- 12.11 术语表
- 第13章 基于向量的对象
- 13.1 枚举类型
- 13.2 switch语句
- 13.3 牌堆
- 13.4 另一个构造函数
- 13.5 Deck成员函数
- 13.6 洗牌
- 13.7 排序
- 13.8 子牌堆
- 13.9 洗牌与发牌
- 13.10 归并排序
- 13.11 术语表
- 第14章 类与不变式
- 14.1 私有数据和私有类
- 14.2 什么是类?
- 14.3 复数
- 14.4 访问函数(Accessor functions)
- 14.5 输出
- 14.6 复数相关函数(一)
- 14.7 复数相关函数(二)
- 14.8 不变式
- 14.9 先决条件
- 14.10 私有函数
- 14.11 术语表
- 第15章 文件输入/输出与apmatrix类
- 15.1 流
- 15.2 文件输入
- 15.3 文件输出
- 15.4 解析输入
- 15.5 解析数字
- 15.6 集合数据结构Set
- 15.7 apmatrix类
- 15.8 距离矩阵
- 15.9 一个更合理的距离矩阵
- 15.10 术语表