猜数字游戏的bug讨论，如何发现并修正bug。

作者：jhkdiy

    之前大家都看过了《C＋＋编写猜数字游戏》的文章了，整个源代码比较简单，有C＋＋基础就可以看
明白程序的流程，但我的目的并不是在说说简单的C＋＋语法复习和C＋＋的实际应用，而是在于说一
下一直被很多初学者忽略的编程问题：如何发现并修正bug。很多学编程的朋友一般只要在编译时没有
语法错误能编译运行就万事大吉了，这样的不良习惯在以后会很严重。
那么我们一般怎样发现错误呢？错误不外乎这几种情况：第一个肯定是语法错误，这个比较容易解决，
因为一般编译器都会发现这样的错误并有明显的提示，我们只要找到错误行并修正就可以了，错误一般
是无意的拼写错误，符号错误等。
    另一种情况是语法没有错误，但是程序就是没有达到自己预想的结果这一般是逻辑错误，而逻辑错误又
分为两种情况，一种是无意的逻辑错误，例如本来是想一个循环执行10次的，但是错误将结束条件写错了，而
导致执行了更多或更少，这种情况就要自己阅读源代码来解决了，因为自己了解程序的流程，所以一般都比较
容易发现。另一种情况是算法本身有问题，或更通俗的说是解决问题的方法有问题，设计思路有问题，这种情
况算是比较难发现的了。因为既不是语法错误，又不是自己的无意写错，代码更自己设想的流程都一样，但结
果就是不对。这种情况打败了很多编程人员，很多朋友在这种情况下只能到论坛发帖子了，找求救了，但很多
网友也一样爱莫能助。我个人认为这种情况还是自己研究好，当程序到了这种地步的时候就应该思考了：是我
的设计思路有问题吗？这个问题有没有其它方法可以解决？解决问题的方法通常都不止一个，当出现这种情况
的时候就应该考虑使用其它设计思路了。这也意味着一个大问题：你的代码需要重写，这对一般的小程序不成
问题，但如果重写导致整个项目的变动时就麻烦了，所以要慎重。
    还有一种情况是环境错误和系统错误。这种情况可以说简单，而有时候又不简单。这种错误的表现是程序能
正常编译，但程序一执行就说“非法内存访问”或“此内存不能read”，跟着便是程序崩溃。相信很多朋友都遇过
这种情况，程序员最痛苦的事莫过于此。新手一般懂得解决这种问题，因为他还不懂得怎样调试程序，这时到论坛
发帖求助是正确的。懂得调试的朋友就比较容易发现错误，当出现内存访问错误对话框时，可以记下导致程序错误
的指令地址，然后用调试软件载入程序，在导致程序错误的指令前下断点来执行，这时通常都会发现问题的所在。
只要修改一下代码就可以了。最后一种情况就是系统本身的问题，这种问题当你不知道原因的时候最难解决，但当
你知道原因的时候却最容易解决，这种情况就是程序的运行环境问题，一般学习语言的时候不会碰到，但编写实际
的应用软件时就会发生了，例如有些API函数只能在NT系列的系统上运行，win9x是不支持的，有很多新手不知道某个
函数的执行平台，老是发帖子问，但很多时候的回复就是简单的“该函数不能在该系统上运行”。解决这样的问题只
有找个替换的方法了，或者使用新的API，或者使用另一种方法。
    错误的表现总是多种多样的，很多时候让人琢磨不透，但当问题解决的那一刹那却无比欣喜。这就是编程，让我
欢喜让我优。当出现问题时要试着自己解决，发现错误并修正它，在这个过程中你会学习到更多有趣的知识，而你的
编程经验也将在这里积累，所以编程能力的提高不单单是编写更多的程序，同时还要懂得调试程序。
    好了，说了这么多，下面就讨论一下这个游戏存在的问题，首先这里不讨论语法错误问题，因为如果出现语法问题
证明你的基础不扎实。那么这个程序到底都有那些问题呢？在解说之前还是再看看代码吧：

/*
*   功    能：猜数字的游戏
*   编译环境：windows2000 ＋ Dev-c++ 4.9
*   作    者：jhkdiy
*   电子邮件：jhkdiy_gzb@21cn.net
*   备    注：无意中看到《Beginning C++ game programming》一书，随便浏览了一下，
*             觉得这个游戏有点意思，所以自己完善了下。初学者用来学习一下语法
*             和提高一下兴趣还是很有意思的。该程序有BUG，大家找出来，
*             不是语法错误哦！！思考一下！  
*/

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <ctime>

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
    //产生随机数种子
    srand(time(0));            
   
    int  theNumber = rand() % 100 + 1;     //随机数控制在1－100之间
    int  tries = 0,                        //用户尝试的次数
         guess;                            //用户输入的数字
    char bPlayAgain;                       //是否继续游戏
   
    cout << "\tWelcome to guess my number\n\n";
   
    do
    {
         //接受用户的输入
         cout << "Enter a guess: ";
         cin >> guess;
         ++tries;
         
         //如果输入的数字大于产生的随机数
         if( guess > theNumber )
         {
             cout<<"Too high!\n\n";
         }
         
         //如果输入的数字小于产生的随机数
         if( guess < theNumber )
         {
             cout << "Too low!\n\n";
         }
         
         //猜对了···
         if( guess == theNumber )
         {
             cout << "\n\n\tVery good! you get it!"
                  << "\tThe number is: " << theNumber << endl;
                  
             cout << "\n\n\tyou try " << tries << " times!" << endl;
            
             //是否继续游戏
             cout << "\n\nDo you want to play again?(y/n)";
             cin  >> bPlayAgain;
             if( bPlayAgain == 'y' || bPlayAgain == 'Y')
             {
                 //清屏后继续游戏
                 system("cls");
                 continue;
             }
             else if( bPlayAgain == 'n' || bPlayAgain == 'N')
             {
                 cout << "\nSee you next time, bye!\n";
                 break;            
             }   
             else
             {
                 cout << "\nEnter a wrong choice! program will exit!\n";
                 break;
             }
         }
         
    }while(true);
   
    //退出程序
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

    程序第一次运行完全没有问题，但很多朋友很快就发现了一个bug，这个bug出现在：

             //是否继续游戏
             cout << "\n\nDo you want to play again?(y/n)";
             cin  >> bPlayAgain;
             if( bPlayAgain == 'y' || bPlayAgain == 'Y')
             {
                 //清屏后继续游戏
                 system("cls");
                 continue;
             }

    程序直接清屏后就继续游戏了，竟然忘了，忘了什么？当第二次猜数字猜对的时候尝试
次数明显不对，明明只用4次猜对了，它竟然说尝试了9次。再看看代码，哦，原来在继续下
一次游戏之前没有对tries变量作初始化，这个容易修正：

             //是否继续游戏
             cout << "\n\nDo you want to play again?(y/n)";
             cin  >> bPlayAgain;
             if( bPlayAgain == 'y' || bPlayAgain == 'Y')
             {
                 //清屏后继续游戏
                 tries = 0;
                 system("cls");
                 continue;
             }

     这下应该没问题了吧，第二次猜猜看，第三次猜猜看，咦？？怎么每次猜的数字都是一样的？
再看看代码，又是刚才修改过的那段代码，程序中用来保存随机数的变量theNumber只在程序第一次
运行的时候赋值了，当第二次猜数字的时候它根本没有变，所以导致第二次以后的数字都是一样的。
好，知道问题所在后就好办了，继续修正：

             //是否继续游戏
             cout << "\n\nDo you want to play again?(y/n)";
             cin  >> bPlayAgain;
             if( bPlayAgain == 'y' || bPlayAgain == 'Y')
             {
                 //清屏后继续游戏
                 tries = 0;
                 theNumber = rand() % 100 + 1;     //随机数控制在1－100之间
                 system("cls");
                 continue;
             }

     好了，当程序第一次运行没问题，第二次、第三次也没问题了，自从修好后，腰不酸了，腿不疼了
嘿，还真灵···。真的没问题了吗？没问题啊，程序现在运行的好好的。呵呵，大家忽略了一个事实，
我们都假定用户的输入是可信赖的。问题就在这里，大家看看这段代码：

         //接受用户的输入
         cout << "Enter a guess: ";
         cin >> guess;
         ++tries;

     程序假定用户输入的就是我们期望的数字，但是，如果用户输入的不是数字又会如何呢？实际情况吓
我们一跳，程序无限循环，已经无法控制了。这在实际的应用软件中经常出现，这就表明很多软件设计者
都不经意地作了很多假设：只要用户照我的使用方法做程序准没错。但是很多用户就是喜欢搞破坏，喜欢
搞垮程序。我们作为设计者应该要重视这个问题，对用户的输入不作任何自以为是的假设，对输入进行严格
的检查，只有符合程序运行的输入才作处理。那么这个程序应该如何修改呢？很简单，我们要对用户的输入
进行检查，提示用户只能输入数字：

         //接受用户的输入
         cout << "Enter a guess: ";
         cin >> guess;
         
         //输入数据类型错误，非致命错误，可清除输入缓冲区挽回！
         if( cin.rdstate() == ios_base::failbit )
         {
             system("cls");
             cout << "Please enter numeric value!\n"<< endl;
            
             //使用clear()更改标记为正确后，同时也需要使用get()成员
             //函数清除输入缓冲区，以达到重复输入的目的。
             cin.clear();
             cin.get();
             continue;
            
         }
         
         ++tries;

    好了，再次编译运行程序，输入非数字字符，哦，程序检测到了，能正常运行。程序共
修改了三次，最后的代码如下：

/*
*   功    能：猜数字的游戏
*   编译环境：windows2000 ＋ Dev-c++ 4.9
*   作    者：jhkdiy
*   电子邮件：jhkdiy_gzb@21cn.net
*   备    注：无意中看到《Beginning C++ game programming》一书，随便浏览了一下，
*             觉得这个游戏有点意思，所以自己完善了下。初学者用来学习一下语法
*             和提高一下兴趣还是很有意思的。该程序有BUG，大家找出来，
*             不是语法错误哦！！思考一下！  
*   修    正：第二次运行tries变量没初始化，第二次运行theNumber变量没初始化，
*             当用户输入非数字字符时程序崩溃的问题。
*/

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <ctime>

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[])
{
    //产生随机数种子
    srand(time(0));            
   
    int  theNumber = rand() % 100 + 1;     //随机数控制在1－100之间
    int  tries = 0,                        //用户尝试的次数
         guess;                            //用户输入的数字
    char bPlayAgain;                       //是否继续游戏
   
    cout << "\tWelcome to guess my number\n\n";
   
    do
    {
         //接受用户的输入
         cout << "Enter a guess: ";
         cin >> guess;
         
         //输入数据类型错误，非致命错误，可清除输入缓冲区挽回！
         if( cin.rdstate() == ios_base::failbit )
         {
             system("cls");
             cout << "Please enter numeric value!\n"<< endl;
            
             //使用clear()更改标记为正确后，同时也需要使用get()成员
             //函数清除输入缓冲区，以达到重复输入的目的。
             cin.clear();
             cin.get();
             continue;
            
         }
         
         ++tries;
         
         //如果输入的数字大于产生的随机数
         if( guess > theNumber )
         {
             cout<<"Too high!\n\n";
         }
         
         //如果输入的数字小于产生的随机数
         if( guess < theNumber )
         {
            
             cout << "Too low!\n\n";
         }
         
         //猜对了···
         if( guess == theNumber )
         {
             cout << "\n\n\tVery good! you get it!"
                  << "\tThe number is: " << theNumber << endl;
                  
             cout << "\n\n\tyou try " << tries << " times!" << endl;
            
             //是否继续游戏
             cout << "\n\nDo you want to play again?(y/n)";
             cin  >> bPlayAgain;
             if( bPlayAgain == 'y' || bPlayAgain == 'Y')
             {
                 //清屏后继续游戏
                 tries = 0;
                 theNumber = rand() % 100 + 1;     //随机数控制在1－100之间
                 system("cls");
                 continue;
             }
             else if( bPlayAgain == 'n' || bPlayAgain == 'N')
             {
                 cout << "\nSee you next time, bye!\n";
                 break;            
             }   
             else
             {
                 cout << "\nEnter a wrong choice! program will exit!\n";
                 break;
             }
         }
         
    }while(true);
   
    //退出程序
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}

     总结下，第一个和第二个错误属于逻辑错误，由于编程疏忽大意而造成的，但第三个错误
在用户不输入非数字字符前是永远不会被发现出来的，这就是程序的健壮性问题。
    希望看了这篇文章后对大家有所帮助，有所觉悟，在编程的道路上更进一步。
下面是修改后完整的代码和执行程序。

http://jhkdiy.go3.icpcn.com/code/download/gessnumber.rar

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