VC++ DEGUG/RELEASE兩選項(xiàng)主要有哪些區(qū)別
一、Debug 和 Release 編譯方式的本質(zhì)區(qū)別
??? Debug 通常稱為調(diào)試版本,它包含調(diào)試信息,并且不作任何優(yōu)化,便于程序員調(diào)試程
序。Release 稱為發(fā)布版本,它往往是進(jìn)行了各種優(yōu)化,使得程序在代碼大小和運(yùn)行速度
上都是最優(yōu)的,以便用戶很好地使用。
??? Debug 和 Release 的真正秘密,在于一組編譯選項(xiàng)。下面列出了分別針對(duì)二者的選項(xiàng)
(當(dāng)然除此之外還有其他一些,如/Fd /Fo,但區(qū)別并不重要,通常他們也不會(huì)引起 Rele
ase 版錯(cuò)誤,在此不討論)
Debug 版本:
?/MDd /MLd 或 /MTd?? 使用 Debug runtime library(調(diào)試版本的運(yùn)行時(shí)刻函數(shù)庫(kù))
?/Od???????????????? 關(guān)閉優(yōu)化開(kāi)關(guān)
?/D "_DEBUG"???????? 相當(dāng)于 #define _DEBUG,打開(kāi)編譯調(diào)試代碼開(kāi)關(guān)(主要針對(duì)
???????????????????? assert函數(shù))
?/ZI???????????????? 創(chuàng)建 Edit and continue(編輯繼續(xù))數(shù)據(jù)庫(kù),這樣在調(diào)試過(guò)
???????????????????? 程中如果修改了源代碼不需重新編譯
?/GZ???????????????? 可以幫助捕獲內(nèi)存錯(cuò)誤
?/Gm ????????????????打開(kāi)最小化重鏈接開(kāi)關(guān),減少鏈接時(shí)間
Release 版本:
?/MD /ML 或 /MT????? 使用發(fā)布版本的運(yùn)行時(shí)刻函數(shù)庫(kù)
?/O1 或 /O2????????? 優(yōu)化開(kāi)關(guān),使程序最小或最快
?/D "NDEBUG"???????? 關(guān)閉條件編譯調(diào)試代碼開(kāi)關(guān)(即不編譯assert函數(shù))
?/GF???????????????? 合并重復(fù)的字符串,并將字符串常量放到只讀內(nèi)存,防止
???????????????????? 被修改
??? 實(shí)際上,Debug 和 Release 并沒(méi)有本質(zhì)的界限,他們只是一組編譯選項(xiàng)的集合,編譯
器只是按照預(yù)定的選項(xiàng)行動(dòng)。事實(shí)上,我們甚至可以修改這些選項(xiàng),從而得到優(yōu)化過(guò)的調(diào)
試版本或是帶跟蹤語(yǔ)句的發(fā)布版本。
二、哪些情況下 Release 版會(huì)出錯(cuò)
??? 有了上面的介紹,我們?cè)賮?lái)逐個(gè)對(duì)照這些選項(xiàng)看看 Release 版錯(cuò)誤是怎樣產(chǎn)生的
?1. Runtime Library:鏈接哪種運(yùn)行時(shí)刻函數(shù)庫(kù)通常只對(duì)程序的性能產(chǎn)生影響。調(diào)試版本
的 Runtime Library 包含了調(diào)試信息,并采用了一些保護(hù)機(jī)制以幫助發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤,因此性能
不如發(fā)布版本。編譯器提供的 Runtime Library 通常很穩(wěn)定,不會(huì)造成 Release 版錯(cuò)誤
;倒是由于 Debug 的 Runtime Library 加強(qiáng)了對(duì)錯(cuò)誤的檢測(cè),如堆內(nèi)存分配,有時(shí)會(huì)出
現(xiàn) Debug 有錯(cuò)但 Release 正常的現(xiàn)象。應(yīng)當(dāng)指出的是,如果Debug有錯(cuò),即使 Release
正常,程序肯定是有 Bug 的,只不過(guò)可能是 Release版的某次運(yùn)行沒(méi)有表現(xiàn)出來(lái)而已。
?
?2. 優(yōu)化:這是造成錯(cuò)誤的主要原因,因?yàn)殛P(guān)閉優(yōu)化時(shí)源程序基本上是直接翻譯的,而打
開(kāi)優(yōu)化后編譯器會(huì)作出一系列假設(shè)。這類錯(cuò)誤主要有以下幾種:
??? (1) 幀指針(Frame Pointer)省略(簡(jiǎn)稱 FPO ):在函數(shù)調(diào)用過(guò)程中,所有調(diào)用信息
(返回地址、參數(shù))以及自動(dòng)變量都是放在棧中的。若函數(shù)的聲明與實(shí)現(xiàn)不同(參數(shù)、返
回值、調(diào)用方式),就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤----但 Debug 方式下,棧的訪問(wèn)通過(guò) EBP 寄存器
保存的地址實(shí)現(xiàn),如果沒(méi)有發(fā)生數(shù)組越界之類的錯(cuò)誤(或是越界"不多"),函數(shù)通常能
正常執(zhí)行;Release 方式下,優(yōu)化會(huì)省略 EBP ?;分羔?,這樣通過(guò)一個(gè)全局指針訪問(wèn)棧
就會(huì)造成返回地址錯(cuò)誤是程序崩潰。C++ 的強(qiáng)類型特性能檢查出大多數(shù)這樣的錯(cuò)誤,但如
果用了強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換,就不行了。你可以在 Release 版本中強(qiáng)制加入 /Oy- 編譯選項(xiàng)來(lái)關(guān)
掉幀指針省略,以確定是否此類錯(cuò)誤。此類錯(cuò)誤通常有:
???? ● MFC 消息響應(yīng)函數(shù)書(shū)寫(xiě)錯(cuò)誤。正確的應(yīng)為
????? afx_msg LRESULT OnMessageOwn(WPARAM wparam, LPARAM lparam);
????? ON_MESSAGE 宏包含強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。防止這種錯(cuò)誤的方法之一是重定義 ON_MESSAGE
?宏,把下列代碼加到 stdafx.h 中(在#include "afxwin.h"之后),函數(shù)原形錯(cuò)誤時(shí)編譯
會(huì)報(bào)錯(cuò)
????? #undef ON_MESSAGE
????? #define ON_MESSAGE(message, memberFxn) /
????? { message, 0, 0, 0, AfxSig_lwl, /
????? (AFX_PMSG)(AFX_PMSGW)(static_cast< LRESULT (AFX_MSG_CALL /
????? CWnd::*)(WPARAM, LPARAM) > (&memberFxn) },
??? (2) volatile 型變量:volatile 告訴編譯器該變量可能被程序之外的未知方式修改
(如系統(tǒng)、其他進(jìn)程和線程)。優(yōu)化程序?yàn)榱耸钩绦蛐阅芴岣?,常把一些變量放在寄存?/p>
中(類似于 register 關(guān)鍵字),而其他進(jìn)程只能對(duì)該變量所在的內(nèi)存進(jìn)行修改,而寄存
器中的值沒(méi)變。如果你的程序是多線程的,或者你發(fā)現(xiàn)某個(gè)變量的值與預(yù)期的不符而你確
信已正確的設(shè)置了,則很可能遇到這樣的問(wèn)題。這種錯(cuò)誤有時(shí)會(huì)表現(xiàn)為程序在最快優(yōu)化出
錯(cuò)而最小優(yōu)化正常。把你認(rèn)為可疑的變量加上 volatile 試試。
??? (3) 變量?jī)?yōu)化:優(yōu)化程序會(huì)根據(jù)變量的使用情況優(yōu)化變量。例如,函數(shù)中有一個(gè)未被
使用的變量,在 Debug 版中它有可能掩蓋一個(gè)數(shù)組越界,而在 Release 版中,這個(gè)變量
很可能被優(yōu)化調(diào),此時(shí)數(shù)組越界會(huì)破壞棧中有用的數(shù)據(jù)。當(dāng)然,實(shí)際的情況會(huì)比這復(fù)雜得
多。與此有關(guān)的錯(cuò)誤有:
???? ● 非法訪問(wèn),包括數(shù)組越界、指針錯(cuò)誤等。例如
???????? void fn(void)
???????? {
?????????? int i;
?????????? i = 1;
?????????? int a[4];
?????????? {
???????????? int j;
???????????? j = 1;
?????????? }
?????????? a[-1] = 1;//當(dāng)然錯(cuò)誤不會(huì)這么明顯,例如下標(biāo)是變量
?????????? a[4] = 1;
???????? }
?????? j 雖然在數(shù)組越界時(shí)已出了作用域,但其空間并未收回,因而 i 和 j 就會(huì)掩蓋越
界。而 Release 版由于 i、j 并未其很大作用可能會(huì)被優(yōu)化掉,從而使棧被破壞。
3. _DEBUG 與 NDEBUG :當(dāng)定義了 _DEBUG 時(shí),assert() 函數(shù)會(huì)被編譯,而 NDEBUG 時(shí)不
被編譯。除此之外,VC++中還有一系列斷言宏。這包括:
??? ANSI C 斷言???????? void assert(int expression );
??? C Runtime Lib 斷言? _ASSERT( booleanExpression );
??????????????????????? _ASSERTE( booleanExpression );
??? MFC 斷言??????????? ASSERT( booleanExpression );
??????????????????????? VERIFY( booleanExpression );
??????????????????????? ASSERT_VALID( pObject );
??????????????????????? ASSERT_KINDOF( classname, pobject );
??? ATL 斷言??????????? ATLASSERT( booleanExpression );
??? 此外,TRACE() 宏的編譯也受 _DEBUG 控制。
??? 所有這些斷言都只在 Debug版中才被編譯,而在 Release 版中被忽略。唯一的例外是
?VERIFY() 。事實(shí)上,這些宏都是調(diào)用了 assert() 函數(shù),只不過(guò)附加了一些與庫(kù)有關(guān)的
調(diào)試代碼。如果你在這些宏中加入了任何程序代碼,而不只是布爾表達(dá)式(例如賦值、能
改變變量值的函數(shù)調(diào)用 等),那么 Release 版都不會(huì)執(zhí)行這些操作,從而造成錯(cuò)誤。初
學(xué)者很容易犯這類錯(cuò)誤,查找的方法也很簡(jiǎn)單,因?yàn)檫@些宏都已在上面列出,只要利用 V
C++ 的 Find in Files 功能在工程所有文件中找到用這些宏的地方再一一檢查即可。另外
,有些高手可能還會(huì)加入 #ifdef _DEBUG 之類的條件編譯,也要注意一下。
??? 順便值得一提的是 VERIFY() 宏,這個(gè)宏允許你將程序代碼放在布爾表達(dá)式里。這個(gè)
宏通常用來(lái)檢查 Windows API 的返回值。有些人可能為這個(gè)原因而濫用 VERIFY() ,事實(shí)
上這是危險(xiǎn)的,因?yàn)?VERIFY() 違反了斷言的思想,不能使程序代碼和調(diào)試代碼完全分離
,最終可能會(huì)帶來(lái)很多麻煩。因此,專家們建議盡量少用這個(gè)宏。
4. /GZ 選項(xiàng):這個(gè)選項(xiàng)會(huì)做以下這些事
??? (1) 初始化內(nèi)存和變量。包括用 0xCC 初始化所有自動(dòng)變量,0xCD ( Cleared Data
) 初始化堆中分配的內(nèi)存(即動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存,例如 new ),0xDD ( Dead Data ) 填充
已被釋放的堆內(nèi)存(例如 delete ),0xFD( deFencde Data ) 初始化受保護(hù)的內(nèi)存(de
bug 版在動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的前后加入保護(hù)內(nèi)存以防止越界訪問(wèn)),其中括號(hào)中的詞是微軟建
議的助記詞。這樣做的好處是這些值都很大,作為指針是不可能的(而且 32 位系統(tǒng)中指
針很少是奇數(shù)值,在有些系統(tǒng)中奇數(shù)的指針會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤),作為數(shù)值也很少遇到,
而且這些值也很容易辨認(rèn),因此這很有利于在 Debug 版中發(fā)現(xiàn) Release 版才會(huì)遇到的錯(cuò)
誤。要特別注意的是,很多人認(rèn)為編譯器會(huì)用 0 來(lái)初始化變量,這是錯(cuò)誤的(而且這樣很
不利于查找錯(cuò)誤)。
??? (2) 通過(guò)函數(shù)指針調(diào)用函數(shù)時(shí),會(huì)通過(guò)檢查棧指針驗(yàn)證函數(shù)調(diào)用的匹配性。(防止原
形不匹配)
??? (3) 函數(shù)返回前檢查棧指針,確認(rèn)未被修改。(防止越界訪問(wèn)和原形不匹配,與第二
項(xiàng)合在一起可大致模擬幀指針省略 FPO )
??? 通常 /GZ 選項(xiàng)會(huì)造成 Debug 版出錯(cuò)而 Release 版正常的現(xiàn)象,因?yàn)?Release 版中
未初始化的變量是隨機(jī)的,這有可能使指針指向一個(gè)有效地址而掩蓋了非法訪問(wèn)。
除此之外,/Gm /GF 等選項(xiàng)造成錯(cuò)誤的情況比較少,而且他們的效果顯而易見(jiàn),比較容易
發(fā)現(xiàn)。
三、怎樣"調(diào)試" Release 版的程序
??? 遇到 Debug 成功但 Release 失敗,顯然是一件很沮喪的事,而且往往無(wú)從下手。如
果你看了以上的分析,結(jié)合錯(cuò)誤的具體表現(xiàn),很快找出了錯(cuò)誤,固然很好。但如果一時(shí)找
不出,以下給出了一些在這種情況下的策略。
??? 1. 前面已經(jīng)提過(guò),Debug 和 Release 只是一組編譯選項(xiàng)的差別,實(shí)際上并沒(méi)有什么
定義能區(qū)分二者。我們可以修改 Release 版的編譯選項(xiàng)來(lái)縮小錯(cuò)誤范圍。如上所述,可以
把 Release 的選項(xiàng)逐個(gè)改為與之相對(duì)的 Debug 選項(xiàng),如 /MD 改為 /MDd、/O1 改為 /Od
,或運(yùn)行時(shí)間優(yōu)化改為程序大小優(yōu)化。注意,一次只改一個(gè)選項(xiàng),看改哪個(gè)選項(xiàng)時(shí)錯(cuò)誤消
失,再對(duì)應(yīng)該選項(xiàng)相關(guān)的錯(cuò)誤,針對(duì)性地查找。這些選項(xiàng)在 Project/Settings... 中都可
以直接通過(guò)列表選取,通常不要手動(dòng)修改。由于以上的分析已相當(dāng)全面,這個(gè)方法是最有
效的。
??? 2. 在編程過(guò)程中就要時(shí)常注意測(cè)試 Release 版本,以免最后代碼太多,時(shí)間又很緊
。
??? 3. 在 Debug 版中使用 /W4 警告級(jí)別,這樣可以從編譯器獲得最大限度的錯(cuò)誤信息,
比如 if( i =0 )就會(huì)引起 /W4 警告。不要忽略這些警告,通常這是你程序中的 Bug 引起
的。但有時(shí) /W4 會(huì)帶來(lái)很多冗余信息,如 未使用的函數(shù)參數(shù) 警告,而很多消息處理函數(shù)
都會(huì)忽略某些參數(shù)。我們可以用
????? #progma warning(disable: 4702) //禁止
????? //...
????? #progma warning(default: 4702) //重新允許
來(lái)暫時(shí)禁止某個(gè)警告,或使用
????? #progma warning(push, 3) //設(shè)置警告級(jí)別為 /W3
????? //...
????? #progma warning(pop) //重設(shè)為 /W4
來(lái)暫時(shí)改變警告級(jí)別,有時(shí)你可以只在認(rèn)為可疑的那一部分代碼使用 /W4。
??? 4.你也可以像 Debug 一樣調(diào)試你的 Release 版,只要加入調(diào)試符號(hào)。在 Project/S
ettings... 中,選中 Settings for "Win32 Release",選中 C/C++ 標(biāo)簽,Category 選
?General,Debug Info 選 Program Database。再在 Link 標(biāo)簽 Project options? 最后
加上 "/OPT:REF" (引號(hào)不要輸)。這樣調(diào)試器就能使用 pdb 文件中的調(diào)試符號(hào)。但調(diào)試時(shí)
你會(huì)發(fā)現(xiàn)斷點(diǎn)很難設(shè)置,變量也很難找到--這些都被優(yōu)化過(guò)了。不過(guò)令人慶幸的是,Ca
ll Stack 窗口仍然工作正常,即使幀指針被優(yōu)化,棧信息(特別是返回地址)仍然能找到
。這對(duì)定位錯(cuò)誤很有幫助。