C编码时易犯的错误

查找连接错误
（在建设和不断修改中，欢迎提出意见）
学生： 我的程序编译没错，为什么系统说不能连接，不能产生可执行程序？
老师： 那说明程序的外部变量、函数的名字方面出了些问题。这些问题比较简单，但修改时也要特别小心，不要把其他正确的东西改错了。




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连接是编译完成后的下一个程序加工步骤。在这个步骤中，连接程序的工作对象是：1）由你所编写的程序源文件产生的目标文件（一个或者几个）；2）语言系统提供的一些目标代码文件，包括基本运行模块（也称为运行系统）和库文件。

连接程序的工作包括两部分：1）将所有需要的目标代码拼装到一个文件中（这是最后可执行文件的基础）；2）将外部对象的使用和定义连接起来，包括所有函数调研的实际调用代码的建立，正确设置所有外部变量的使用。

连接错误有两类：

1）缺定义。当程序中出现对某个外部对象的使用，而连接程序找不到对应的定义时，将产生这个错误。
2）重复定义。当被连接的各个部分中出现某个名字的多个定义时，将产生这个错误。



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缺定义错误的常见原因：
1）名字拼写错误。例如将 main 拼写为 mian，连接时就会产生缺定义的连接错误。因为程序的基本允许模块里有一个对 main 的调用，连接程序需要找它的定义而没有找到。调用自己的函数名字写错的情况也很常见。

2）真的就是没有定义。例如你想调用一个非标准的C库函数，而你所用的系统里没有。或者是你要调用的自定义函数忘了定义。有时也有这样的情况，系统里有这个函数，但需要特别设置才能够找到它（因为函数放在某个非标准的库文件里），解决这种问题需要查阅有关的系统手册，这里不讨论了。

如果真是缺了定义，那就只能设法补上。



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重复定义错误的常见原因：
1）重复定义可能是自己（在不同源文件里）定义的两个东西采用了同样的名字，或者是自己定义的东西恰好与C语言系统内部定义的某个东西重名。这时都需要改名字。

2）可能你在一个文件里定义了某个变量，而在另一个文件里需要使用它，但却忘记在变量说明前加 extern 关键字。

3）有些连接程序只按照外部名字的前X个（常见的是前6个，这是C语言标准的最低要求）字符考虑连接问题。如果你程序里有多个对象前6个字符相同，或者恰好某个对象名字的前6个字符与编译系统所提供模块里的某个名字相同，那么就可能出问题。

解决办法：找出出现冲突的名字，系统地将它们改为另外的名字。请注意，在改名字时一定要特别小心，如果更改不当或者不彻底，就会引进错误（某个使用实际用的可能不是你所希望的东西）。

利用C语言的static功能，将所有只在一个文件里使用的外部对象定义为static，可以避免自己在多个文件里定义的东西互相冲突（即使是用同样的名字，如果都是static也不会冲突，因为static的外部名字只在本文件里可以看见）。

查找和排除程序运行中发现的错误（debugging）
（在建设和不断修改中，欢迎提出意见）
学生： 我的程序编译连接都通过了，为什么运行中系统还会报出错误？
老师： 这一般说明你的程序在某些方面做了违反C语言规定（违规）的事情，而这种情况是在运行的动态过程中出现的。你现在用的系统能够检查出这个问题，所以就报了错误。

学生： 我的程序编译运行都正常，怎么就是结果不对？（怎么就不能完成我想做的事情？）
老师： 出现这种问题的可能原因很多，解决起来也比较困难些。你最好首先认真读一读你的程序，想一想它可能存在什么问题，然后再…………




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从外面看，运行时发现的错误可以分为两类：一类是系统能够检查并产生信息的错误；另一类是系统不检查也不产生运行错误信息的错误。不同的系统在检查哪些问题方面可能差别很大。

抽象地看，运行时发现的程序错误可以分为两类：一类是程序中某些地方执行了违反语言规定的操作，由此产生某种影响导致程序出错；另一类问题出在程序本身，例如程序的算法不对，或者是程序写的不对（没有表达你所想说的东西），这些一般称为逻辑错误。这种问题分类只有提示性，并不是绝对的，有时也很难划分清楚。



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违规型的错误
最常见的违规错误是非法地址访问。有些系统（例如DOS）对这类错误完全不检查，可能造成很严重的后果，常常会破坏系统，造成死机或者非常奇怪的系统行为。有些系统（例如 Windows NT）管理比较严格，可能确认程序非法访问而将其kill掉。

1）对空指针、未初始化的指针的间接访问。这涉及到对指针值所确定地址的访问，常常是非法的。

2）把整数或者其他变量当作指针使用，造成访问非法地址的情况，例如，假定 n 和 x 分别是整的和双精度的变量；下面语句将它们的值当作指针值使用，形成非法访问：
scanf("%d %lf", n, x);

3）数组的越界访问。效果无法预料，有时可能被系统检查出来，有时可能检查不出来，造成奇怪的程序行为。




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逻辑型的错误（语义错误）
一类常见错误是计算溢出、除零等。C语言对于无符号数的上溢出（超出表示范围）自动丢掉最高位，对于一般整数类型、浮点数类型，语言的标准本身并没有明确规定，不同C语言系统的处理方式可能不同。大部分C语言系统忽略整数溢出的情况。无论如何，出现溢出往往会造成结果与预想的东西不符。




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排除程序错误的基本方法





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排错系统（debugger）的使用，原理、技术、方法。局限性。



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参考材料：《程序设计实践》第5章：排错。

Turbo C（TC）系统的浮点连接错误
用TC-2.0系统编写小的C程序，如果程序里用到浮点输入，有时运行中会出现下面错误信息：

scanf : floating point formats not linked
Abnormal program termination

这个错误信息的意思是：scanf的浮点格式转换程序没有连接。

TC开发时（80年代）DOS下的存储资源紧缺，因此TC在编译时尽量不加入无关部分。在没发现需要做浮点转换时，就不将这个部分安装到可执行程序里。但有时TC不能正确识别实际确实需要浮点转换，因此就会出现上面错误。

解决方法：设法告诉TC需要做浮点数输入转换。下面例子里增加了一个double变量并用它输入。

大程序里由于变量很多，只要有了线索，TC就会把浮点转换连上，因此反而不常遇到这个问题。



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/* 能导致出现运行错误的程序例子。
在这里用的一个结构数组，结构里面有double类型的成分，TC不能正确识别和处理，因此会导致上述问题。*/
#include <stdio.h>
#define NUM 4

struct entry {
int inum; /* 商品编号 */
int pc; /* 件数 */
double price;/* 价钱 */
} st[NUM]; /* st是个商品表 */

int main () {
int i;
for (i = 0; i < NUM; i++)
scanf("%d %d %lf", &st[i].inum, &st[i].pc, &st[i].price);

for (i = 0; i < NUM; i++)
printf("total price of item %d: %f\n",
st[i].inum, st[i].pc * st[i].price);
return 0;
}

/* 这个程序编译正常，运行中会出现上面错误信息 */



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/* 修改的程序，其中增加了一个double变量x。问题就解决了 */
#include <stdio.h>
#define NUM 4

struct entry {
int inum;
int pc;
double price;
} st[NUM];

int main () {
int i;
double x;
for (i = 0; i < NUM; i++) {
scanf("%d %d %lf", &st[i].inum, &st[i].pc, &x);
st[i].price = x;
}

for (i = 0; i < NUM; i++)
printf("total price of item %d: %f\n",
st[i].inum, st[i].pc * st[i].price);
return 0;
}