당신의 디버깅에 니코니코니

디버깅이란?
 디버깅 : 프로그램에 버그가 발생했을 때 이것을 잡는 행위
 버그 : 프로그램 실행 중 예기치 않은 오류가 발생한 상황
 컴파일 에러 : 여기서 설명하지 않습니다. 파이팅!
 런타임 에러 : 이제부터 설명 할게요.

Hello, Debugging
알고 쓰셨어요?Visual Studio에서 제공하는 디버깅 방법

디버깅의 기초 : 들어가기 전에
 디버깅은 항상 ‘Debug’ 상태에서 작업!
 ‘Release’ 상태에서는 코드 최적화를 하기 때문에 정상적인 디버깅이 어렵다!
 ‘Release’ 상태에서 디버깅 하는 방법 : LOG 띄우기, 문자열 출력…
 디버깅은Visual Studio에서 하고 끝이 아니다!
 개발 환경에서는 발생하지 않는 문제가 존재할 수 있음
 따라서 배포 환경에서의 테스트는 필수불가결
 Visual Studio 재배포 패키지가 설치되지 않은 환경은 프로그램의 정상 동작을 보장 못함!
 배포하기 전에 여러 환경에서 프로그램을 테스트 하는 것이 중요!

디버깅의 기초 : 중단
 프로그램을 디버깅할 때 이런 문제가 발생할 경우,
(Press Retry to debug the application)
을 눌러 디버깅해야 원인을 알 수 있음.


디버깅의 기초 : 호출 스택
 디버깅 중인 프로그램을 일시 중지했을 때 어떤 경로로 중단된 위치까지 코드
가 실행됐는지 확인할 수 있는 매우 유용한 창
 아래 호출 스택의 경우,WinMain > CGameFramework::FrameAdvance
> CGameFramework:: AnimateObject >MainStage::AnimateObject
형태로 접근한 상태.
 더블 클릭으로 해당 스택으로 이동 가능. 이동한 위치의 변수 값도 확인 가능.

디버깅의 기초 : 중단점
중단점(F9)
 빨간 원 형태로 표시. 해당 위치를 클릭하여 생성/ 해제 가능
 오른쪽 스크롤 바에 갈색으로 표시
 디버깅(F5) 중 중단점이 찍힌 위치에서 일시정지
 중단점에 의한 일시정지는 별도의 조작이 없다면 해당 줄 시작 직전.
(바로 직전 줄까지 실행된 상태)

디버깅의 기초 : 중단점++
 [디버그(D) > 창(W) > 중단점(B)] 를 통해 중단점 일괄 관리가 가능
 중단점 창에서 할 수 있는 일 :
 중단점 새로 만들기
 비활성화
 중단점 삭제
 중단 조건 입력 : 조건이 참인 경우와 값이 변경된 경우 중단.
 단, 중단 조건은 연산자 오퍼레이터를 지원하지 않음
+ Tip )

 중단점 창에서 할 수 있는 일(계속) :
 적중 횟수에 따른 처리 : 중단점의 실행 횟수에 따라 중단 가능.
 적중될 때 계속 실행하되 출력 창에 메시지 표시 가능.

 필터 : 적중되는 코드의 호출 위치에 따라 중단 여부 결정.

 위치 : 중단될 줄과 문자(몇 번째 문자에서 멈출지) 설정.

 위치 : 중단될 줄과 문자(몇 번째 문자에서 멈출지) 설정.
 Visual Studio 2015에서는 더욱 발전된 형태로 제공

디버깅의 기초 : 지금 얘 값이 어떻게 되지?
 [디버그(D) > 창(W) > 자동(A), 지역(L), 조사식(W)] 등을 통해 확인 가능
※ 디버깅 중이 아닐 경우 표시되지 않음!
 중단 중인 위치에서의 객체 또는 변수의 상태를 알 수 있음.
 자동 : 코드의 현재 줄과 이전 줄에 사용된 변수를 알아서 잘 표시.
 지역 : 현재 범위의 지역 변수를 표시. 가장 기본적으로 사용하는 상태.
 조사식 : 원하는 값을 ‘이름’ 필드에 입력하여 값을 확인 가능. 전역 값 확인에 유용.
 디버깅할 때 가장 많이 들여다 볼 창

 디버깅을 할 때, 진입점(entry point, 대체로 main())부터 한 줄씩 실행이 가능!
 F11 : 한 단계씩 코드 실행
 F10 : 프로시저 단위 실행
 Shift + F11 : 프로시저 나가기
 Alt + Num *(NumPad의 * 키) : 다음 문(현재 커서 위치) 표시
 Ctrl + F10 : 텍스트 편집 중 현재 캐럿이 위치한 줄까지 디버깅 후 일시 정지
현재 커서 위치
Visual Studio 2015에서는 일시 중지부터
다음 일시 중지 시점까지의 경과 시간 표시.
디버깅의 기초 : 한 줄씩 볼래요!

 가끔, 현재까지 실행된 상태로 몇 줄 전의 코드를 실행하면 어떻게 되는지 확인해야
할 경우가 존재
 현재 커서 위치 아이콘( )을 실행을 원하는 줄로 드래그하여 계속 디버깅
 사용 목적 :
 해당 디버깅에 원하지 않는 실행 구문을 건너뛸 때 코드를 건들지 않는 방법
 커서를 변경시킬 경우, 예기치 않은 오류가 일어날 가능성이 매우 높음.
 제한적으로 사용해야 함 : 다시 실행하거나, 건너뛰어도 실행에 문제 없는가? 확인
 아무래도 쓰는 걸 권장하지는 않음
디버깅의 기초 : 싫어! 내가 직접 바꿀 거야!

 디버깅 중, 값 변경이 필요할 때가 존재
 변수 창의 값 필드 중 변경하고 싶은 값을 더블 클릭
 변경 완료!
 이 역시 예기치 않은 문제를 일으킬 가능성이 존재
 값을 변경해도 코드에 문제가 없는지 확인
디버깅의 기초 : 싫어! 내가 직접 바꿀 거야!

 자주 사용/변경하는 값은 변수 창에서 보는 것보다 텍스트 편집기의 코드 위에
고정해서 보는 게 효율적
 DataTips : 마우스 커서를 고정할 변수 위에 가만히 두면
처럼 변수와 현재 값이 간략하게 표시.
버튼을 눌러 고정하면 끝.
- 이동 가능
- 변수에 대한 메모 가능
- 디버깅 종료 후 마지막 값 저장
디버깅의 기초 : 두고두고 확인합시다.

 배포 테스트를 위해 일반적인 방법으로 프로그램 실행 중에 버그를 발견했을 때
 [디버그(D) > 프로세스에 연결(P)] 로 실행 파일과Visual Studio를 연결
※ 단, 실행 프로그램이 소스코드
와 동일한 버전이어야만 가능.
심화 : 실행중인 프로그램을 디버깅해보자!

 코드 분석 : 컴파일러가 코드를 분석해서 문제가 있을법한 부분들을 조목조목 알림
못된 것들 너무 깐깐해
 프로그래머가 흑마법 기교를 부려 작성한
부분도 다 잡음.
 해당 문제들 대부분을 고치는 것을 추천
 [분석(N)>솔루션에서 코드 분석 실행(Y)]
심화 : 코드 분석은 하고 코딩하세요?

 진단 도구 :Visual Studio의 꽃.
 진단 목적에 따라 CPU 사용량,GPU 사용 현황
메모리 사용량, 성능 마법사 등을 사용.
 진단 시작 후 프로그램 실행부터 종료까지 진단, 보고서 작성에 몇 분의 시간이 소요
 필요할 때 적절한 진단 도구를 이용하여 프로그램의 디버깅 시간을 효과적으로 단축
 자세한 사항은 다음 링크를 참조
심화 : 진단 도구 활용해 보기.
https://msdn.microsoft.com/ko-kr/library/dd264943.aspx

 프로파일링 보고서 예시. 실행 부하 과다 경로, 개별 작업이 가장 많은 함수 등을 표시,
언제 CPU를 가장 많이 사용하였는지 표시.
심화 : 프로파일러

 Visual Studio 2015의 경우, 디버깅 시 자동으로 진단 시작
 CPU와 메모리에 대해서 진단
 프로파일러를 사용하기 위해서는
디버그(D) > 프로파일러 > 성능 탐색기(E) > 새 성능 세션
성능 탐색기 > 대상 > 대상 프로젝트 추가(P) > 프로파일링하기 위한 프로젝트 추가
프로파일링 시작
 많이 호출되는 함수에서 고칠 점은 없는지 확인 할 수 있음.
심화 : 진단 도구 활용해 보기.

Code Level Debugging
이런 건 알고 디버깅 하시나요?

디버깅의 기초 : 범위 위반
 범위 위반 : 할당된 영역을 벗어나 할당되지 않은 위치를 접근하려고 할 때 발생
 Segment Fault : OS에서 할당한 프로그램 데이터 범위 밖으로 접근할 때 발생
 둘 모두 정상적인 접근 범위 밖을 접근하려고 할 때 발생!
 해결법 :
1. 접근 전 항상 정상적인 접근 범위 이내인지 확인
 코드 발적화의 지름길
2. 중단점을 이용하여 범위 위반 시 프로그램 일시 중지

디버깅의 기초 : 범위 확인
 for(size_t idx = 10; idx >= 0; --idx) { } 는 오류가 나는 구문.
 왜?
→ size_t는 unsigned int의 typedef형.
→ idx >= 0은 underflow로 인하여 항상 true.
→ 무한 루프 및 오류 발생!

디버깅의 기초 : is this nullptr?
 클래스 사용 중 도저히 나올 수 없는 기괴한 값이 나올 경우가 존재
 대부분 변수 확인 시 this 값이 nullptr 또는 0xcdcdcdcd 같은 값이 들어가 있음.
 둘 모두 잘못된 코딩이 1차적 문제 똑바로 코딩하세요! 컴파일러 불쌍해…
 nullptr 은 확인이 그나마 간단. nullptr 로 초기화 해준 뒤 최초 참조 라는 뜻.
 0xcdcdcdcd : 힙 영역에 올릴 데이터가 초기화도 안 해놓은 상태인데 할당
해야 할 경우 Visual Studio에서 임시로 할당한 값.
+0xcccccccc : 지역 변수를 초기화하지 않고 할당할 경우 나오는 값.
→ 할당 문제. 이 문제들이 발생했다는 것은 할당이 제대로 이루어지 않아 정
상적인 값이 할당되지 않았다는 것.

디버깅의 기초 : if는 값을 넣는다.
 값 비교를 통해 if문을 사용할 때 == 와 = 을 주의하라는 건 매우 기초적.
 bool 형 변수들은 그 자체로도 true와 false를 가지므로 == true 또는 == false 는
불필요한 연산.
 bool 형을 반환형으로 가지는 함수도 if 문 안에 넣을 수 있음.
 단항 논리 연산자 중 ! 는 비트를 반대로( 1→0, 0→1) 하는 역할
 bool bTrueFalse = false; if(!bTrueFalse){ /*동작*/ }
 !변수명 은 파악하기 어려움 → ! 변수명 처럼 변수, 함수명과 띄어 표시.
 또한, 헷갈리지 않는 코딩용 폰트로 코딩

유지보수하기 어렵게 코딩하기 : if의 신묘함
 논리 연산 &&는 왼쪽 피연산자부터 연산, 하나라도 false 값이 나올 경우 false
값 반환.
 이를 이용하여 if문을 다음과 같이 사용할 수 있음.
 이 경우 어느 부분에서 false 값이 나타났는지 모름.
 코드를 몇 줄 줄이다가 디버깅을 몇 시간 할 수 있음.
 항상 올바르게 동작하는 코드가 아니라면 이런 방식으로 코딩하면 안 됨!

 전처리기 : 컴파일 타임에 이미 처리된 문장.
 전처리기를 이용하여 소스 코드를 여러 파일로 분할 가능(#include)
 전처리기는 문장의 공백을 제외한 첫 번째 문자로 #이 위치해야 함.
 전처리기는 다음 등이 있음 : #include, #define, #pragma, #ifdef, #using…
 전처리기에 대한 이야기가 아니기 때문에 자세한 내용 생략
 참고 자료 : https://msdn.microsoft.com/ko-kr/library/wy090hkc.aspx
 이제부터 살펴볼 연산자는 #define, #if 문.
전처리기는 쓰고 코딩하세요?

 ANSI와 호환되는 기본적으로 정의된 매크로
 _ _ FILE_ _ : 현재 소스 파일의 이름을 반환
 [프로젝트 속성 > C/C++ > 고급 > 전체 경로 사용] 으로 반환 값을 전체 경로로 변경 가능
 _ _ LINE__ : 매크로를 호출한 위치를 문자열로 반환.
 Visual Studio에서 기본적으로 정의해 놓은 매크로
 _DEBUG : Debug로 컴파일 시 기본 정의
 NDEBUG : Release로 컴파일 시 기본 정의
 _ _ FUNCTION__ : 함수 내에서 사용 가능하며, 호출된 지역의 함수 명을 반환
 기본 제공하는 매크로를 이용하여 어느 부분에서 오류가 났는지 로그 파일을
작성할 수 있음
전처리기 기본 : 기본 정의 매크로

 #define : 컴파일 타임에 정의된 위치의 모든 단어를 내용으로 변경.
 단순 치환이기 때문에 오류 발생 가능성 존재
 또한, 단순 치환이기 때문에 매우 간단한 함수를 대체하기도 함.
 C++에서는 inline 함수가 있기 때문에 #define 함수는 지양하는 것이 좋음.
 단순히 #define ~~만 해도 동작. 이 경우 #define 은 정의된 것 이외의 역할은 하지 않음.
 ex)
 #define MyDefine 1
 #define MyDefFunc(x) (x – 10)
 사용 방법
 #define USE_AUDIO // 오디오 기능을 사용.
 #define SET_DEBUG_LEVEL 3 // 코드에서 만들어 둔 디버그 단계 중 3단계를 사용
전처리기 기본 : #define

 #define 은 #define 하나가 아닌 #if 문과 같이 사용하여야 효과가 증대
 #if, #ifdef, #ifndef 등을 통해 컴파일 타임에서 코드 제어가 가능
 #if~ 전처리기는 #else 또는 #elif로 해당 경우가 아닐 경우의 코드를 작성 가능
 #if~ 전처리기는 #endif 를 사용하여 닫아야 함.
 #ifdef : #define 으로 정의된 단어만 사용 가능
 #elif : #else #if 와 동일한 개념. 훨씬 간편.
 #else 는 #if ~~ 와 #endif 사이 단 한번만 사용 가능
전처리기 기본 : #if~~
ex)

 #ifdef 로 생성될 프로그램에 디버깅 관련 코드를 생성하지 않게 만들 수 있음
 Debug 모드로 생성한 프로그램에서는 존재하지만 Release 모드로 생성한 프로그램
에는 존재하지 않는 코드를 구현 가능 → 배포 시 코드 수정이 편리
 #undef ~~: 현재 줄 부터 정의된 단어 ~~를 정의 해제함.
※ 단, 프로그램 실행 흐름과 무관하게 소스 코드의 줄로만 판단.
 사용처 : 디버깅이 필요하지 않은 부분에서는 디버깅을 하지 않을 수 있음.
 함수에서 임시 정의를 내려 정의 해제할 정의 값을 알고 있는 상태에서
정의 해제 후 동작한 뒤 다시 정의 내리는 방법도 가능.
 추가 : 토큰 붙여 넣기 연산자
 별도의 토큰이 단일 토큰으로 병합되도록 허용
 #define MERGETOKEN(x, y) x##y → xy 로 인식.
전처리기 활용 : #define 심화

 #if 를 이용하여 #include 여부도 설정이 가능
 디버깅을 위한 모듈을 헤더 파일에 둔 뒤 그걸 #include 하는 방식으로 코딩할 수 있음.
 Release 생성 프로그램의 경량화 및 최적화에 도움
 #pragma comment (lib, LIBRARYNAME) 형식으로 디버깅에 필요한 DLL을 추가 가능
 #if로 Release 모드에서 추가하지 않을 수 있음.
전처리기 활용 : #if~~ 심화
ex)
+ #if문 활용 편(2)

 중단점을 이용하여 프로그램을 일시 중지할 수 있지만 협업 시 중단점 위치에
주석 등의 메모를 남기기는 애매한 부분이 존재.
 중단점은 프로젝트에 종속되기 때문에 소스 코드를 Copy & Paste 할 경우 소실.
 이럴 때 쓰는 방법 : assert, _DEBUG_ERROR()
중단하는 프로그래밍

 필요한 헤더 파일 : #include <assert.h> (C++ 헤더 규칙으로는 #include <cassert>)
 사용 방법 : assert(조건문);
true 이면 생략, false 이면 발생.
 조건문이 실패할 경우 다음과 같은 오류 창 출력
 [Assertion failed : 조건문, 파일 경로, 오류 줄 수]
형태로 출력
 assert는 작동하면 무조건 프로그램을 종료.
중단하는 프로그래밍 : assert

 필요한 헤더 파일 : #include <xutility> (내장됨 : #include <iostream>)
 사용 방법 : _DEBUG_ERROR();
항상 실행.
 조건문이 실패할 경우 다음과 같은 오류 창 출력
 항상 실행하기 때문에 if문으로 조건문을 처리해야 함.
 _DEBUG_ERROR()는 프로그램을 종료하지 않고 경고.
중단하는 프로그래밍 : _DEBUG_ERROR

 Release 모드는 코드 최적화로 인하여 Debug 모드에서는 발생하지 않던 문제
가 발생할 수 있음.
 이 경우, Debug의 안전 장치 안에서만 정상 동작했기 때문에 좋은 코드가 아님.
 Release 모드에서는 값 확인이 제대로 안 됨
 중단점 찍어서 디버깅하기는 무리
 정답은 이미 나옴
 콘솔에 찍기
 출력에 LOG로 남기기
 LOG용 텍스트 파일에 LOG 남기기
 문자열로 박제
Release 모드도 디버깅이 하고 싶어!

 Windows Program의 경우 디버깅 로그를 위한 콘솔이 매우 편리할 수 있음.
 AllocConsole() 함수를 이용하여 콘솔 생성 가능.
freopen("CONIN$", "rb", stdin);
freopen("CONOUT$", "wb", stdout);
freopen("CONOUT$", "wb", stderr);
//cout, cin, cerr 사용을 위해서는 아래 구문을 추가
std::ios::sync_with_stdio();
 프로그램 종료 시 FreeConsole() 함수를 호출하여 콘솔 종료
 ※Visual Studi0 2013 이후 버전에서는 오류가 발생
 [프로젝트 속성 > C/C++ > 전처리기 > 전처리기 정의] 에서 _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 를 추가.
 ※ cout 또는 wcout 사용 시 locale 설정을 해야 정상적으로 출력됨.
Release 모드의 디버깅 : 콘솔에 찍기

 Windows 기반 프로그램에서는 다음 함수로 로그를 기록
OutputDebugString(str)
 디버깅 중 또는 디버깅이 끝날 때 확인.
 확인 방법
 [디버그(D) > 창(W) > 출력(O)] 를 통해 출력 창 실행
 출력 보기 선택을 ‘디버그’ 로 변경
 확인
 C#, JS에 대한 로그 남기는 방법은 다음 웹 사이트 참고.
Release 모드의 디버깅 : 출력 창에 로그 기록

 전역에서 접근 가능한 파일을 생성
 또는 싱글톤으로 프로젝트 내에서 접근 가능하도록 구현
 해당 예제는 Debug 모드일 때에만 가능하도록 했지만
_DEBUG 를 지우면 Release 모드에서도 사용 가능
 로그를 남기는 것을 원하지 않으면
#define _USE_DEBUG_OUTPUT_TEXT를 주석처리
 원하는 대로 개조해서 사용
 샘플 코드는 다음 링크 참고.
 https://gist.github.com/LusainKim/dc3eb19bc51b1322a518
Release 모드의 디버깅 : 파일에 로그 남기기

 디버깅을 위한 문자열 선언
 sprintf, wsprintf 등의 함수를 이용해
확인을 원하는 값을 문자열에 입력
 문자열로 확인
Release 모드의 디버깅 : 문자열 박제

Thank you!
열심히 코딩하세요!

참고 문헌
 중단점 창 : https://msdn.microsoft.com/ko-kr/library/aa290723(v=vs.71).aspx
 조사식 : https://msdn.microsoft.com/ko-kr/library/4dt5w8ta.aspx
 직접 실행 창 : https://msdn.microsoft.com/ko-kr/library/f177hahy.aspx
 매크로 : https://msdn.microsoft.com/ko-kr/library/b0084kay.aspx
 디버그 출력 : https://t.co/00absV1SnZ
 당신의 프로그래밍에 디버깅 더하기 Visual C++ 디버깅 기초에서 고급까지
최홍배 著 (한빛 미디어, 2014, ISBN : 978-89-6848-658-6 15000/비매품)
 Debug It! 실용주의 디버깅
폴 부처 著, 박일 譯 (에이콘, 2010, ISBN : 978-89-6077-1413)
 유지보수하기 어렵게 코딩하기(모방을 방지하기 위하여 이하 생략)

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