知识大全关于Debug和Release之本质区别的讨论

Posted 2022-07-17 变量

篇首语：历览千载书，时时见遗烈。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了知识大全关于Debug和Release之本质区别的讨论相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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　　一 Debug 和 Release 编译方式的本质区别

　　Debug 通常称为调试版本它包含调试信息并且不作任何优化便于程序员调试程序 Release 称为发布版本它往往是进行了各种优化使得程序在代码大小和运行速度上都是最优的以便用户很好地使用

　　Debug 和 Release 的真正秘密在于一组编译选项下面列出了分别针对二者的选项（当然除此之外还有其他一些如/Fd /Fo 但区别并不重要通常他们也不会引起 Release 版错误在此不讨论）

　　Debug 版本

　　/MDd /MLd 或 /MTd 使用 Debug runtime library（调试版本的运行时刻函数库）

　　/Od 关闭优化开关

　　/D _DEBUG 相当于 #define _DEBUG 打开编译调试代码开关（主要针对

　　assert函数）

　　/ZI 创建 Edit and continue（编辑继续）数据库这样在调试过

　　程中如果修改了源代码不需重新编译

　　/GZ 可以帮助捕获内存错误

　　/Gm 打开最小化重链接开关减少链接时间

　　Release 版本

　　/MD /ML 或 /MT 使用发布版本的运行时刻函数库

　　/O 或 /O 优化开关使程序最小或最快

　　/D NDEBUG 关闭条件编译调试代码开关（即不编译assert函数）

　　/GF 合并重复的字符串并将字符串常量放到只读内存防止

　　被修改

　　实际上 Debug 和 Release 并没有本质的界限他们只是一组编译选项的集合编译器只是按照预定的选项行动事实上我们甚至可以修改这些选项从而得到优化过的调试版本或是带跟踪语句的发布版本

　　二哪些情况下 Release 版会出错

　　有了上面的介绍我们再来逐个对照这些选项看看 Release 版错误是怎样产生的

　　 Runtime Library 链接哪种运行时刻函数库通常只对程序的性能产生影响调试版本的 Runtime Library 包含了调试信息并采用了一些保护机制以帮助发现错误因此性能不如发布版本编译器提供的 Runtime Library 通常很稳定不会造成 Release 版错误倒是由于 Debug 的 Runtime Library 加强了对错误的检测如堆内存分配有时会出现 Debug 有错但 Release 正常的现象应当指出的是如果 Debug 有错即使 Release 正常程序肯定是有 Bug 的只不过可能是 Release 版的某次运行没有表现出来而已

　　优化这是造成错误的主要原因因为关闭优化时源程序基本上是直接翻译的而打开优化后编译器会作出一系列假设这类错误主要有以下几种

　　（）帧指针（Frame Pointer）省略（简称 FPO ）在函数调用过程中所有调用信息（返回地址参数）以及自动变量都是放在栈中的若函数的声明与实现不同（参数返回值调用方式）就会产生错误 ————但 Debug 方式下栈的访问通过 EBP 寄存器保存的地址实现如果没有发生数组越界之类的错误（或是越界不多）函数通常能正常执行 Release 方式下优化会省略 EBP 栈基址指针这样通过一个全局指针访问栈就会造成返回地址错误是程序崩溃 C++ 的强类型特性能检查出大多数这样的错误但如果用了强制类型转换就不行了你可以在 Release 版本中强制加入 /Oy 编译选项来关掉帧指针省略以确定是否此类错误此类错误通常有

　　● MFC 消息响应函数书写错误正确的应为

　　afx_msg LRESULT OnMessageOwn（WPARAM wparam LPARAM lparam）

　　ON_MESSAGE 宏包含强制类型转换防止这种错误的方法之一是重定义 ON_MESSAGE 宏把下列代码加到 stdafx h 中（在#include afxwin h 之后）函数原形错误时编译会报错

　　#undef ON_MESSAGE

　　#define ON_MESSAGE（message memberFxn） message AfxSig_lwl （AFX_PMSG）（AFX_PMSGW）（static_cast< LRESULT （AFX_MSG_CALL CWnd *）（WPARAM LPARAM） > （&memberFxn）

　　（） volatile 型变量 volatile 告诉编译器该变量可能被程序之外的未知方式修改（如系统其他进程和线程）优化程序为了使程序性能提高常把一些变量放在寄存器中（类似于 register 关键字）而其他进程只能对该变量所在的内存进行修改而寄存器中的值没变如果你的程序是多线程的或者你发现某个变量的值与预期的不符而你确信已正确的设置了则很可能遇到这样的问题这种错误有时会表现为程序在最快优化出错而最小优化正常把你认为可疑的变量加上 volatile 试试

　　（）变量优化优化程序会根据变量的使用情况优化变量例如函数中有一个未被使用的变量在 Debug 版中它有可能掩盖一个数组越界而在 Release 版中这个变量很可能被优化调此时数组越界会破坏栈中有用的数据当然实际的情况会比这复杂得多与此有关的错误有

　　● 非法访问包括数组越界指针错误等例如

　　void fn(void) int i; i = ; int a[ ]; int j; j = ; a[ ] = ;//当然错误不会这么明显例如下标是变量 a[ ] = ;

　　j 虽然在数组越界时已出了作用域但其空间并未收回因而 i 和 j 就会掩盖越界而 Release 版由于 i j 并未其很大作用可能会被优化掉从而使栈被破坏

　　 _DEBUG 与 NDEBUG 当定义了 _DEBUG 时 assert（）函数会被编译而 NDEBUG 时不被编译除此之外 VC++中还有一系列断言宏这包括

　　ANSI C 断言 void assert(int expression ); C Runtime Lib 断言 _ASSERT( booleanExpression ); _ASSERTE( booleanExpression ); MFC 断言 ASSERT( booleanExpression ); VERIFY( booleanExpression ); ASSERT_VALID( pObject ); ASSERT_KINDOF( classname pobject ); ATL 断言 ATLASSERT( booleanExpression );

　　此外 TRACE（）宏的编译也受 _DEBUG 控制

　　所有这些断言都只在 Debug版中才被编译而在 Release 版中被忽略唯一的例外是 VERIFY（）事实上这些宏都是调用了 assert（）函数只不过附加了一些与库有关的调试代码如果你在这些宏中加入了任何程序代码而不只是布尔表达式（例如赋值能改变变量值的函数调用等）那么 Release 版都不会执行这些操作从而造成错误初学者很容易犯这类错误查找的方法也很简单因为这些宏都已在上面列出只要利用 VC++ 的 Find in Files 功能在工程所有文件中找到用这些宏的地方再一一检查即可另外有些高手可能还会加入 #ifdef _DEBUG 之类的条件编译也要注意一下

　　顺便值得一提的是 VERIFY（）宏这个宏允许你将程序代码放在布尔表达式里这个宏通常用来检查 Windows API 的返回值有些人可能为这个原因而滥用 VERIFY（）事实上这是危险的因为 VERIFY（）违反了断言的思想不能使程序代码和调试代码完全分离最终可能会带来很多麻烦因此专家们建议尽量少用这个宏

　　 /GZ 选项这个选项会做以下这些事

　　（）初始化内存和变量包括用 xCC 初始化所有自动变量 xCD （ Cleared Data ）初始化堆中分配的内存（即动态分配的内存例如 new ） xDD （ Dead Data ）填充已被释放的堆内存（例如 delete ） xFD（ deFencde Data ）初始化受保护的内存（debug 版在动态分配内存的前后加入保护内存以防止越界访问）其中括号中的词是微软建议的助记词这样做的好处是这些值都很大作为指针是不可能的（而且位系统中指针很少是奇数值在有些系统中奇数的指针会产生运行时错误）作为数值也很少遇到而且这些值也很容易辨认因此这很有利于在 Debug 版中发现 Release 版才会遇到的错误要特别注意的是很多人认为编译器会用来初始化变量这是错误的（而且这样很不利于查找错误）

　　（）通过函数指针调用函数时会通过检查栈指针验证函数调用的匹配性（防止原形不匹配）

　　（）函数返回前检查栈指针确认未被修改（防止越界访问和原形不匹配与第二项合在一起可大致模拟帧指针省略 FPO ）

　　通常 /GZ 选项会造成 Debug 版出错而 Release 版正常的现象因为 Release 版中未初始化的变量是随机的这有可能使指针指向一个有效地址而掩盖了非法访问

cha138/Article/program/net/201311/11874

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