C++调试记录与心得分享

之前开发用Linux C比较多，C++中的STL 容器基本没有接触过。最近在学习C++，平时用到c++ 17中的部分新特性，下面就简单分享下自己C++的学习流程。

一、环境搭建

本人使用的是CentOS 7系统，该系统默认的g++版本不支持c++17的新特性。所以，首先需要做的就是升级新版本的g++。
1.到ftp://ftp.mirrorservice.org/sites/sourceware.org/pub/gcc/releases/网站上选择支持c++17的gcc版本，并使用wget下载到Linux系统中：wget ftp://ftp.mirrorservice.org/sites/sourceware.org/pub/gcc/releases/gcc-7.1.0/gcc-7.1.0.tar.bz2

2.安装编译gcc需要的依赖包 sudo yum install gmp-devel mpfr-devel libmpc-devel -y

3.解压gcc压缩包到temp文件夹  tar -jxf gcc-7.1.0.tar.bz2 -C temp


4.进入到temp/gcc目录下，执行 gcc ./configure --enable-checking=release --enable-languages=c,c++ --disable-multilib && make 进行gcc的编译（这个步骤耗时较长）

5.安装新版gcc  sudo make install

6.由于在./configure阶段未指定安装路径，那么新版的gcc的默认安装位置就是/usr/local/目录下，修改标准库的软连接使其指向新版本的标准库 sudo ln -sf /usr/local/lib64/libstdc++.so.6.0.23 /lib64/libstdc++.so.6

7.需要使用c++17的特性时，需要在Makefile的CXXFLAGS变量中添加 -std=c++17

gdb默认情况下是不支持c++容器输出的，不过在gdb 7.0版本之后，可以通过添加插件的方式来支持c++容器输出
1.检查gdb版本 gdb --version， （如果版本号低于7.0就不用往下看了）
2.在当前用户的home目录中（如/home/sxhlinux）下载 插件代码 svn co svn://gcc.gnu.org/svn/gcc/trunk/libstdc++-v3/python （没有svn的，需要通过 sudo yum install svn -y 安装）然后执行mv python .gdb_stl 将该文件夹重命名（使其隐藏）
3.执行 vim ~/.gdbinit，编辑gdb配置文件，添加如下内容

add-auto-load-safe-path /usr/local/lib64/libstdc++.so.6.0.23-gdb.py  #文件的版本号，根据这个目录中的实际文件版本号确定

import sys
sys.path.append("/usr/local/share/gcc-7.1.0/python")
sys.path.insert(0, '/home/sxhlinux/.gdb_stl')   #注：将第二个参数中的路径改成自己的.gdb_stl文件夹路径
from libstdcxx.v6.printers import register_libstdcxx_printers
register_libstdcxx_printers (None)
end

二、gdb 调试示例

1.下面的代码是将带有数字特征的分词（用unorder_map保存），按照一定的规则（分词的数字特征）进行合并

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <map>
#include <unordered_map>
using namespace std;
template <typename T1, typename T2>
bool merge_tokens(T1 &target, const T2 &rules)
{
  auto pre = target.begin();
  for (auto token = target.begin(); token != target.end(); ) {
    if (pre == token) {
      token ++;
      continue;
    }
    auto range = rules.equal_range(pre->second);
    auto it = range.first;
    for (; it != range.second; it++) {
      if (it->second == token->second) {
        break;
      }
    }
    if (it == range.second) {
      pre = token;
      token ++;
    }
    else {
      pre->first += token->first;
//     target.insert(std::make_pair<typename T1::key_type, typename T1::mapped_type>(pre->first + token->first, 16));
      pre->second = 16;
      token = target.erase(token);
      pre = token;
    }
  }
}

int main ( int argc, char *argv[] )

{

  unordered_map<string, size_t> tokens = {{"def", 22}, {"ghi", 100}, {"abc", 22}};

  unordered_multimap<size_t, size_t> rules = {{22, 100}, {100, 22}, {1, 38}};

  merge_tokens(tokens, rules);

  return EXIT_SUCCESS;

}        /* ---------- end of function main ---------- */

2. 编译该文件，提示 31行

test.cpp:31:15: error: passing ‘const std::__cxx11::basic_string<char>' as ‘this' argument discards qualifiers [-fpermissive]

pre->first += token->first;

~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~

/usr/local/include/c++/7.1.0/bits/basic_string.h:1122:7: note:   in call to ‘std::__cxx11::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>& std::__cxx11::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::operator+=(const std::__cxx11::basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>&) [with _CharT = char; _Traits = std::char_traits<char>; _Alloc = std::allocator<char>]'

operator+=(const basic_string& __str)

^~~~~~~~

根据错误提示：string 的运算符 += 要求参数是一个 const string类型（作为右值，非const类型也可以作为const类型的参数使用），返回值是一个string类型。再看 出错的语句 pre->first += token->first; 根据mian函数中的tokens的定义，token和pre的first成员都应该是string而不是const string。

3.将报错的这一行注释掉，然后用gdb查看下pre->first和token->first的具体类型。具体如下

(gdb) whatis target

type = std::unordered_map<std::__cxx11::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >, unsigned long> &

(gdb) whatis target.begin()

type = std::unordered_map<std::__cxx11::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> >, unsigned long, std::hash<std::__cxx11::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > >, std::equal_to<std::__cxx11::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > >, std::allocator<std::pair<std::__cxx11::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const, unsigned long> > >::iterator

(gdb) whatis pre

type = std::__detail::_Node_iterator<std::pair<std::__cxx11::basic_string<char, std::char_traits<char>, std::allocator<char> > const, unsigned long>, false, true>

根据上面显示的，target两个参数类型确实和定义的一样，string和unsigned long；target.begin()类型说明中的std::allocator的模板参数pair的第一个参数为 string const，说明在创建unordered_map时，key的类型为const string而不是string（猜测这跟map与key相关的只有增加、删除而没有修改操作有关）。因为allocator在申请空间时，已经隐式的将string转成了const string，所以，pre->first的类型是const string而不是string（也就无法进行+=，=等相关操作）。

4.根据第三步的分析结果，要实现合并元素的效果，只能是将合并后的值作为一个新的pair插入到原来的map中，然后将原来的两个pair删除。代码如下：

target.insert(std::make_pair<typename T1::key_type, typename T1::mapped_type>(pre->first + token->first, 16));

target.erase(pre);

token = target.erase(token);

pre = token;

三、总结

很多时候我们遇到问题首先想到的是将错误复制下来，然后粘贴到google搜索框中，漫无目的的去寻找答案，而不是仔细分析查看gcc给出的错误提示。跟我的经验，很多时候gcc给出的提示相当明显，认真仔细阅读大部分可以很快找出解决方案，剩余的一部分棘手问题可以借助搜索引擎（PS:当搜索英文提示时，如果没有google，可以使用英文版的必应，效果也不错）