通过GDB学习C语言

　　对于那些具有高级编程语言诸如： Ruby、Scheme、Haskell 等背景的人来说，学习 C 语言是具有挑战性的。除了纠结于 C  语言中像手动内存管理和指针等底层特性外，你必须在没有 REPL ( Read-Eval-Print Loop ) 的条件下完成工作。一旦你已经习惯于在 REPL 环境下进行探索性的编程，必须进行“编写-编译-运行”这样循环实在有点令人生厌。
　　近我发现其实可以用 GDB 来作为 C 语言的伪 REPL。我一直尝试使用 GDB 作为学习 C 语言的工具，而不仅仅是用来调试 C 程序，事实上这非常有趣。
　　这篇文章我的目的是向你展示 GDB 是一个非常好的学习 C 语言工具。下面我将会向你介绍一些我喜欢的 GDB 命令，然后我会向你阐述怎样使用 GDB 来理解 C 语言中一个出了名的复杂问题：数组和指针的区别。
　　GDB 简介
　　从创建一个简单的 C 程序开始，minimal.c:
　　int main()
　　{
　　int i = 1337;
　　return 0;
　　}
　　注意这个程序并没有做任何事情，也没有一条输出指令。拥抱使用 GDB 学习 C 语言的美丽新世界吧！
　　使用 -g 参数进行编译，这样会生成一些有助于 debug，gdb 可以利用的信息，编译后用 GDB 运行起来：
　　$ gcc -g minimal.c -o minimal
　　$ gdb minimal
　　你现在应该能看到明显的 GDB 提示行。我之前告诉你这是一个 REPL，下面我们来试试：
　　(gdb) print 1 + 2
　　$1 = 3
　　多么神奇！ print 是 GDB 的内置命令，他能够打印出一个 C 语言命令的返回值。如果你不确定一个 GDB 命令是做什么，尝试在 GDB 提示下运行命令 help。
　　然后是一个更有趣的例子：
　　(gbd) print (int) 2147483648
　　$2 = -2147483648
　　这里我先忽略为什么 2147483648 == -2147483648；我想要说明的是即使是算术运算在 C 语言中也是有很多坑的，GDB 能够理解运行 C 语言中的算术运算。
　　现在让我们在主函数中设置一个断点然后运行程序：
　　(gdb) break main
　　(gdb) run
　　现在程序在第 3 行处暂停，正好在 i 进行初始化之前。有趣的是，尽管 i 还没有被初始化，我们依然能够使用 print 命令看到它的值。
　　(gdb) print i
　　$3 = 32767
　　在 C 语言中，一个未被初始化的局部变量的值是没有定义的，所以你用 GDB 打印出的值可能与这里的不一样。
　　我们可以用 next 命令来执行当前断点这一行：
　　(gdb) next
　　(gdb) print i
　　$4 = 1337
　　使用 x 命令检查内存
　　在 C 语言中变量用来标示一块连续的内存区间。一个变量的内存区间由两个数字决定：
　　这块内存第一个字节数的数值地址
　　内存的大小，单位是字节。变量所占内容的大小取决于变量的类型。
　　C 语言中一个独特的特性是你能够直接访问变量所占的内存。操作符 & 可以计算一个变量的地址，操作符 sizeof 计算变量所占内存的大小。
　　你可以在 GDB 中测试以上两个概念：
　　(gdb) print &i
　　$5 = (int *) 0x7fff5fbff584
　　(gdb) print sizeof(i)
　　$6 = 4
　　字面上看，i 所占内存起始于地址 0x7fff5fbff5b4，占内存 4 个字节。
　　我前面提到的变量在内存中的大小取决于它的类型，所以操作符 sizeof 能够直接作用于类型：
　　(gdb) print sizeof(int)
　　$7 = 4
　　(gdb) print sizeof(double)
　　$8 = 8
　　以上显示意味着，至少在我的计算机上 int 变量占 4 个字节空间，double 变量占 8 个字节。