C++代码调试：8种让你省心的技巧

C++代码调试：如何不再害怕段错误并爱上GDB

您是否曾花费三个小时寻找一个错误，结果发现它只是switch中忘记的break，或是if后面多余的;？如果是——欢迎加入俱乐部。C++调试是一门近乎自虐的艺术。但和任何艺术一样，它是可以掌握的。

在本文中，我们将讨论的不仅仅是“如何运行GDB”，而是真正的技巧，这些技巧将调试从占卜咖啡渣变成福尔摩斯式的侦探工作。我们将讨论现代消毒器、反向调试，甚至如何捕捉那种“只在周五下午出现”的错误。

1. 经典之作：GDB和LLDB

从基础开始。GNU调试器（GDB）及其竞争对手LLDB是调试器中的瑞士军刀。但大多数人只使用了它们10%的功能。让我们改变这一点。

带条件的断点

您在一个有10,000次迭代的循环中设置断点，然后按continue键9,999次？停下来。使用条件断点：

(gdb) break main.cpp:42 if i == 5000

这将节省您数小时的生命。在LLDB中，语法类似：

(lldb) breakpoint set --file main.cpp --line 42 --condition 'i == 5000'

监视点——捕捉变量变化

想象一下：您有一个变量，它在未知的地方被修改。设置一个监视点：

(gdb) watch my_variable(gdb) rwatch my_variable   # 在读取时触发(gdb) awatch my_variable   # 在读取和写入时触发

现在，程序会在有人触碰您的变量的那一刻停止。很神奇，对吧？

2. 反向调试：时间旅行

程序员最可怕的噩梦：程序崩溃了，但您不知道它是如何到达这个状态的。反向调试允许您“回退”执行过程。

在GDB中，这需要record支持：

(gdb) record(gdb) continue... 程序崩溃 ...(gdb) reverse-step   # 向后单步执行(gdb) reverse-continue # 反向继续执行

在商业工具（例如UndoDB或Mozilla的rr）中，这效果更佳。rr（记录和重放）是一个免费工具，它记录程序的执行，然后允许您反复重放：

$ rr record ./my_program$ rr replay(gdb) continue... 找到崩溃位置 ...(gdb) reverse-step

提示：使用rr查找数据竞争——它确定性地重放每次执行。

3. 消毒器：针对未定义行为的疫苗

现代C++（从Clang和GCC 4.8+开始）拥有我们前辈梦寐以求的内置工具。AddressSanitizer (ASan)、UndefinedBehaviorSanitizer (UBSan)和ThreadSanitizer (TSan)是必备工具。

示例：捕捉内存泄漏

// 编译：g++ -fsanitize=address -g main.cpp -o main#include <iostream>

void leak() {    int* p = new int(42);    // 忘记 delete}

int main() {    leak();    return 0;}

运行——然后看到：

==12345==ERROR: LeakSanitizer: detected memory leaks

Direct leak of 4 byte(s) in 1 object(s) allocated from:    #0 0x7f... in operator new(unsigned long)    #1 0x400... in leak() main.cpp:5    #2 0x400... in main main.cpp:10

ASan将显示精确的调用栈，包括发生分配的行号。再也不会有“某处内存泄漏”的情况。

UBSan对抗未定义行为

// 编译：g++ -fsanitize=undefined -g main.cppint main() {    int x = INT_M