深入解析计算机专业面试中的BUG调试一次实战案例分析

义展示内容 2025年02月7日

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一、背景介绍

在计算机专业面试中，调试是一个常见的考察点。这类不仅考察者对编程语言的熟练程度，还考察其对分析和解决的能力。是一个实际面试中遇到的我们将对其进行详细分析。

二、

在一个简单的C语言程序中，有一个数组，数组长度为10，要求编写一个函数，该函数能够统计数组中所有负数的个数，并返回这个数量。在测试过程中，发现当数组中存在大量的负数时，程序会出现运行错误。

#include

int countNegative(int arr[], int size) {
int count = 0;
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (arr[i] < 0) {
count++;
}
}
return count;
}
int main() {
int arr[10] = {-1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9, -10};
int negativeCount = countNegative(arr, 10);
printf("Number of negative numbers: %d\n", negativeCount);
return 0;
}

三、分析

在上述代码中，我们定义了一个名为`countNegative`的函数，该函数接受一个整型数组和数组的大小作为参数，并返回数组中负数的个数。在`main`函数中，我们创建了一个包含10个负数的数组，并调用`countNegative`函数来计算负数的数量。
当数组中存在大量的负数时，程序会出现运行错误。经过调试，我们发现错误的原因是数组越界。

四、错误定位与修复

1. 错误定位：
– 我们检查了`countNegative`函数中的循环条件，发现循环条件`i < size`是正确的，因为C语言中数组索引从0开始，这个条件可以正确地遍历整个数组。
– 我们检查了数组访问，发现`arr[i]`是合法的数组访问，因为`i`是在`0`到`size-1`的范围内。
当我们尝试使用数组越界的来触发错误时，发现程序并没有像预期的那样崩溃。这意味着可能不在数组的访问上。
2. 深入分析：
– 我们开始怀疑是否是`count`变量在累加过程中导致了某种异常。
– 在进一步的分析中，我们发现`count`变量在`main`函数中被初始化为0，在`countNegative`函数中被连续累加。这意味着，数组中有10个负数，`count`的值将会是10。
3. 修复错误：
– 经过分析，我们发现`count`变量的值在累加过程中可能会超过它所能表示的最大值。在32位系统中，`int`类型可以表示的最大值是2,147,483,647。数组中的负数数量超过这个值，在累加过程中就会发生溢出。
为了解决这个我们可以将`count`的类型从`int`改为更大的数据类型，`long long`，这样可以增加其能够表示的最大值。
修改后的代码如下：
c
#include
long long countNegative(int arr[], int size) {
long long count = 0;
for (int i = 0; i < size; i++) {
if (arr[i] < 0) {
count++;
}
}
return count;
}
int main() {
int arr[10] = {-1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9, -10};
long long negativeCount = countNegative(arr, 10);
printf("Number of negative numbers: %lld\n", negativeCount);
return 0;
}