定位并解决程序错误

不管你用的什么编程语言，从你接触她开始就注定了你们相爱相杀的一生。为了增加生活乐趣，她会时不时给你来点小惊喜。

无论是在论坛还是交流群，时不时的都会有人问：程序不能运行了，怎么办？程序出错了怎么办？有时候运气好了还会有人冒个泡多问一句，但大多数时候，碰到上面的问题，是得不到回复的。主要原因在于提问方式，关于提问的智慧，这里不说这些。

其实在编程过程中出现的很多问题别人大多也遇到过，而且网上有解决答案。只需要两步：

以上能帮你解决大多数小错误，但是当遇到稍微麻烦一些的问题时，该怎么办呢？

下面以MATLAB为例，说一下当程序出现错误时，如何根据提示定位到实际发生错误的地方，然后更改并顺利运行程序。

Skew-T是气象领域比较常见的一种图，气象家园中有些帖子中提供了matlab脚本[注1]，可以绘制此类图。大多数情况下，帖子中提到的脚本都能顺利绘制出图，但是有些情况下会出现一些问题。比如当绘图所需要的探空数据较少时。探空数据由怀俄明大学探空数据网下载[注2]。

如下图，完整的各参数值只有6行，每个参数只有6个值，这就会导致程序运行出错。

运行程序之后会出现图中所示的错误提示。按照上图标注的顺序：

• 首先定位错误提示信息第一行。

在赋值 A(:) = B 中，A 和 B 中的元素数目必须相同。

错误提示表明，A数组和B数组大小不同。需要检查这两个数组。那哪两个数组对应A和B数组呢？

• 然后定位程序调用错误行并回到 skewTlogP_plot 程序中提示出错的行 Handle_line(4)=plot(x_loc.*ones(size(pzff)), pzff); 确定此行之后，按照上面的错误提示信息，找到A和B数组；
• 上述语句中的 Handle_line 为 A 数组，而 plot(x_loc.*ones(size(pzff)), pzff) 的结果为 B；
• 然后查看变量 x_loc 和 pzff，可以确定pzff为空，从而定位到变量 pzff 出错；
• 继续定位 pzff 值的来源，找到下图中 pzff 的源头，可以发现 pzff 的值在if else 判断语句中确定，在79和84行添加断点确定在哪部分执行

• 确定在 else 部分执行之后，继续查找 pz 变量和 Series 变量，从变量空间（matlab工作区）可以发现，Series为空，即pz索引值为空，从而导致出错，而Series赋值语句为 1:round(N/20):N，其中只有变量N，查找变量N的值为6，round(6/20) 等于 0，生成序列时，步长为0，导致序列为空

生成序列时，步长必须为大于等于0的数，而round执行的是四舍五入操作，当数小于0.5时结果为0，从而导致程序出错。只要N小于10，上述程序就会出错，这是skewTlogP_plot 程序的bug。

解决方法：将下图红框中所示代码添加到源程序中即可。

除了平时上面的例子之外，不得不吐槽的是国内的闪电数据格式，是目前遇到的处理起来最让人头疼的数据，没有之一，不是因为数据结构复杂，而是数据本身出错率高。

下面以处理闪电数据为例，讲一下如何定位程序错误[注3]：

由于闪电数据的数据量大，通常需要进行批量处理，而由于闪电数据的错误率高，说不定某一个文件就会有一行记录出错，或是某一行出现乱码。如果不在处理过程中额外输出信息的话，想要确定真正的错误内容会比较麻烦。

如下图，处理过程中出现的问题：

• 首先，定位到错误提示第一行 索引超出矩阵维度。这是使用matlab最常见的错误之一。如果你已开始不知道这是什么意思，可以搜索一下。这种错误虽然常见，可能你也知道是什么意思，但是究竟是什么原因导致了这种错误呢？继续往下
• 然后，定位到出错信息的程序调用提示部分，这部分会定位到是哪个程序的哪一行出错了，程序调用顺序为 debug 调用 getflash ，getflash调用 getadtd子程序，getadtd子程序调用 processData子程序。调用顺序由下向上。即最终导致出错的是 processData 子程序的部分，即218行 出错 getflash>processData (line 218) if (proll && strcmp(file_data{1,10}{j,1},p.Results.provinces)) || (~proll) 出错 getflash>getadtd (line 91) data = processData(files, filepath, file_num,proll, 'provinces', p.Results.provinces); 出错 getflash (line 58) flash = getadtd(p.Results.file, 'provinces', p.Results.provinces); 出错 debug (line 7) data = getflash(filepath, 'adtd', 'provinces', '江苏省');
• 定位出错变量，这时候就需要之前的索引超出矩阵维度的错误提示了。查看第218行的变量有哪些，并确定其值。只有 file_data出现了索引，而且只有 j 是索引中的变量，查看 j 的值，并确定 file_data 的维度，查看file_data的值，可以发现file_data{1,10}为1行1列，而j为2，从而导致索引出错
• 找到上面算成功了一半，由于j出于for循环中，而这部分又是用于处理文件，而命令窗口的输出信息显示处理了8个文件，说明处理第9个时出错，查看第9个文件，发现第3行出现数据缺失

• 删除第3行数据，然后可以继续处理

通过以上两个示例可以发现，定位错误的时候是有流程的：

• 首先，定位错误信息，通常是错误提示的第一行（不包括程序调用提示）
• 如果确定错误信息后能够解决，则跳过以下步骤；否则继续以下步骤
• 定位程序调用提示，并确定每部分出错的信息
• 如果所有程序都不是matlab自带的程序，则由下向上定位到最上面的程序，然后定位到错误行，同时结合第一步给出的错误提示信息，然后确定可能导致出错的变量；如果有些程序是matlab自带的程序，则定位到自定义程序即可，一般情况下matlab自带的程序出错的可能性很小，所以有限检查自定义程序，然后继续检查
• 逐步定位和导致出错的变量相关的变量信息，直到最终确定导致出错的边来给你，同时了解出错部分的作用。如果在判断语句，通过加断点确定哪部分执行；如果在for循环中出错，可借助for循环的循环顺序变量，确定执行到了哪一步，比如i，j
• 通常到这里就能够确定最终的错误所在，然后修改之后就能运行了

无论是对于新手还是老手来说，MATLAB在debug程序方面都是非常友好的，其强大的图形界面也是MATLAB的优势之一。编程语言都是互通的，无论你使用的是python，matlab，ncl，julia还是R，或go，对了最古老的语言之一——fortran，当程序出错的时候都会抛出一个错误提示，只要你理解了错误提示，然后掌握一定的debug技巧，基本上能解决大部分问题。

当然，有些错误是很难发现的。比如：程序能运行，也没有错误提示，但是最后的结果缺不是你想要的。遇到这种情况，只能去看程序源码，然后根据变量信息来排除。这时候，除经验和技巧之外，需要的就是细心。

注1：http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=27252&extra=

注2：http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html

注3：http://bbs.06climate.com/forum.php?mod=viewthread&tid=42183&extra=

注4：链接: https://pan.baidu.com/s/1geYfwyv 密码: 2m5y