最近需要在linux上使用c++开发后台服务器程序。原先使用Python很顺手，但是基于项目需求的原因需要转到c++开发，后者优点是效率高，缺点是技术难度大，最要命的是调试难度比python要大很多，于是我又不得不把GDB应用的一些知识点捡起来。
在linux上调试c++代码比windows痛苦的多，因为后者有visual studio这个宇宙第一好用的IDE存在，基于命令行的linux唯一的选择就是GDB，你需要记住很多命令，在用户界面下的很多简单调试功能，例如查看变量值等只不过挪动一下鼠标即可，但是在gdb下你需要输出不少命令，好在一旦这些命令熟悉了，使用GDB的效率就会大大提高。因此我借此把GDB的使用心得或学习内容记录下来，以后需要的时候还能查看。
我们先使用一段示例代码来发起GDB调试流程：
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
//x数组用于将接收的字符型数字转换为整形
//y数组用于排序插入
int x[10], y[10], num_inputs, num_y = 0;
void get_args(int ac, char **av) { //该函数将命令行输入参数从字符转换为数字并存储在数字x中
int i;
num_inputs = ac - 1;
for (i = 0; i < num_inputs; i++) {
x[i] = atoi(av[i+1]);
}
}
void scoot_over(int jj) {//执行插入排序，将数组y中元素向右移动把位置空出来给新的元素
int k;
for (k = num_y - 1; k > jj; k++) {
y[k] = y[k-1];
}
}
void insert(int new_y) {//获得新的要插入的数值然后插入到数值y
int j;
if (num_y = 0) { //problem here
y[0] = new_y;
return;
}
for (j = 0; j < num_y; j++) {//如果要插入的数值比当前元素小，那么将当前及后续元素向右挪动
if (new_y < y[j]) {
scoot_over(j);
y[j] = new_y;
return;
}
}
}
void process_data() {//启动插入排序流程
for (num_y = 0; num_y < num_inputs; num_y++) {
insert(x[num_y]);
}
}
void print_results() {//输出排序结果
int i ;
for (i = 0; i < num_inputs; i++) {
printf("%d\n", y[i]);
}
}
int main(int argc, char **argv) {
get_args(argc, argv);
process_data();
print_results();
return 0;
}接着我们使用如下GDB命令编译代码：
gcc -g -Wall -o insert_sort ins.c编译命令中的-g很重要，它让编译器输出符号表，gdb必须依赖符号表才能有效进行调试过程，编译好后执行如下命令：
./insert_sort ins.c 12 5执行起来程序会卡死，显然代码有bug!使用如下命令通过GDB将有问题的程序加载起来：
gdb insert_sort -tui-tui是gdb提供的介于命令行和纯文本之间的一种中间形态，或者说是GDB想通过文本的方式提供某种类似于命令行的功能，其执行后效果如下：
可以看到它使文本模拟了一个调试”窗口“，这种模式使得GDB调试时能让用户获得某种窗口模式下的便利，同时又不缺乏命令行模式下的高效便捷。然后执行run 12 5启动程序运行，这时候他自然会卡死，此时执行ctrl+c中断程序运行，你会发现gdb显示图像如下：
可以看到gdb在上层“窗口”中以高亮的形式停留在38行，这感觉跟使用vs设置断点后，程序停留在断点对应行的感觉一样，这种显示让人感觉很温暖，比存命令行模式只输出一系列文本信息体验就好了很多。
根据GDB显示的情形，我们有理由怀疑for这行是造成卡死的根本原因，造成for不停止的主要原因可能是变量num_y没有正确增加，因此我们要检测一下它的数值，于是使用如下命令：
print num_y执行后所得结果为 $1 = 1, 其中"$1"用于指代变量num_y,它表示num_y是print输出的第一个变量的数值，如果后面我们使用print输出其他变量值，那么对应的变量就对应$2,$3…依次类推。按理说我们让程序跑了一会才中断，如果循环执行的逻辑正确，num_y的值肯定是一个很大的数值，现在它依然是1，于是可以怀疑，它的值没有正常增加。
由于在for循环中，影响到变量num_y值的除了for自己，还有可能就是insert函数，因此我们在该函数的入口处插入一个断点跟踪一下：
break insert
condition 1 == num_ybreak insert会让GDB每次运行进入函数insert时就会中断，同时我们加了第二行命令，它告诉GDB，在进入函数insert后，还需要判断num_y等于1时才要中断，这两句其实就对应所谓的条件断点，接下来执行run命令，GDB会问你是否要重新运行程序，我们输入y,让GDB重新运行程序，接着我们得到结果如下：
我们看到GDB正好高亮在有问题的那条语句，由于此时变量num_y的值为1，如果我们继续执行程序，因为它的值不等于0，它应该越过if这段，直接跳到下面的for循环进行执行，于是我们让GDB执行“运行下一条命令”的指令，该指令对应的命令就是next,于是我们输入两次next命令，此时发现箭头没有进入for（j=0…)这个循环体内，而是直接跑到了函数末尾，也就是说程序控制流直接越过了for(j…)这个循环，如果该循环没能执行，最有可能的就是j < num_y这句不成立，但是第一次循环时j的值是0，因此要让j < num_y不成立，它的值应该不大于0，我们使用print输出该变量的值看看：
print num_y执行命令后，输出结果为$2=0,既然num_y在进入insert函数时还是取值1，因为这是条件断点的前提条件，但是继续执行后它的值变成了0，于是Bug就可能存在于insert入口到for(j…)这个循环之间，通过审查这两处之间的代码我们可以看到一个非常经典的错误if(num_y = 0)，显然if的条件判断应该是num_y == 0，是两个等号，只有一个等号就会变成赋值，然后if再根据赋值结果来决定是否进入if里面的代码，于是我们将if(num_y=0)修改成if(num_y==0)，然后再运行一次:
./insert_sort 12 5，输出结果是5 ， 0由此可见还有其他错误存在，我们的调试需要再接再厉。
为了定位问题，我们先输入一些简单的数据，例如只输入一个12，运行起来后可以看到程序正确输出12，因此我们初步估计，应该是在输入第二个数值5时产生问题，于是我们再次在insert函数里设置断点，由于第二次输入时num_y应该等于1，于是上次我们设置的条件断点依然能用于这次调试，因此再次执行如下命令：
break insert if num_y == 1注意看，这次我们把两条语句合在一起，这样看起来简练一些，然后输入run 12, 5，程序会在断点处停止，然后我们使用两次next 指令执行语句，这时断点停在语句 if (new_y < y[j]) { 这行，new_y对应的值应该是第二次输入的5，前面只有12输入数组，因此第一次运行到这里时，j 等于0，y[j]应该对应数值12，我们使用命令print y[j]看一下，确定它的值确实是12，再次执行next指令进入if 语句内部，此时要执行函数scoot_over,这时我们可以选择进入该函数，那么就要使用step命令，如果直接执行该函数，那么就运行next，通常情况下，我们先直接执行它，如果结果不对再进入该函数进行查看，于是我们再次执行指令next。
按理scoot_over函数要把数组y中的元素向右边移动，然后把新输入的元素放在空出来的位置上，也就是说它要把数值12向右移动一位，然后把5放在12原来的位置上，于是我们将y数值打印出来看看结果，于是执行命令print y，执行后输出结果是{12, 0, 0…}，如此看来该函数有问题，它没有吧12往右挪一位。
这样我们确定问题出现在scoot_over函数的内部实现上，现在我们可以在它里面设置断点进行调试了，我们使用命令clear insert来清除掉原来的断点，然后执行命令break scoot_over if num_y == 1，接着使用run 12, 5让程序重新执行一次，我们来到如下情况：
按道理，我们执行next指令后，代码要进入循环体内部，执行y[k] = y[k-1]从而实现元素向右动，但是执行next指令时，它居然直接越过去，循环体内的语句没有执行。显然k > jj这条判断语句没能满足。分别使用指令print k, print jj查看这两个变量的值，可以发现这两个值都是0，于是要么k的值错了，要么jj的值错了。
点击向下箭头按钮，窗口里的代码就会往下拉，我们将代码拉到scoot_over被调用的地方，也就是insert函数里面看看可以确定，scoot_over(j)的作用是将包括j以及它右边的元素都向右挪动一位，然后把新的数值放到j对应的位置。由于一开始元素12的位置就在0，因此j对应的值就是12所在位置，也就是0，于是从逻辑上推断应该是k的值错了，而k的值在for循环中初始化，于是y = num_y - 1这句应该有问题。由于num_y对应当前y数组中元素的个数，从这里判断k = num_y -1 应该是 k = num_y。
改完之后我们认为这回应该对了吧，于是再次运行，结果出现如下情况：
"段错误“
我Cao，没完了，这是代码调试最令人讨厌的地方，改完逻辑bug结果出现段错误！好在GDB是调试段错误的最好工具，我们下次再说。
