如何用分解问题的方法来调试——调试思路02

上文提到：

调试的核心的目标只有一个，那就是尽可能精确地锁定到决定性的错误因素．
而核心的手段也只有一个，那就是分解问题．李昂1998，公众号：吉大仪电216小论坛硬件调试和软件调试的一点点微小的思路1

由上文可知，只有找到决定性的错误因素，才能避免该换电源的时候换了灯丝，该换灯丝的时候换了开关，该换开关的时候换了电源．．．．．最后解决问题的效率极慢甚至徒劳无功．

那么如何找到决定性的错误因素呢？，如上文开头所，核心手段就是分解问题．

分解问题大体上可以分为两种：

    分解串行问题的断点调试方法

    分解并行问题的对照试验方法．

一．分解串行问题的断点调试方法

串行问题发生在流程式的系统当中，流程怎么理解呢？就是有顺序的，按步骤地实现特定的功能，有明显的先后之分．

拿“陀螺仪数据显示”这个小系统为例，这就是一个典型的流程式的系统．

第一步，陀螺仪初始化．

第二步，陀螺仪测量到姿态信息．

第三步，陀螺仪编码姿态信息．

第四步，陀螺仪发送姿态信息．

第五步，上位机接收姿态信息．

第六步，上位机解码姿态信息．

第七步，上位机显示姿态信息．

每一步之间有严格的先后关系，前一步不成功，后面的步骤哪怕都没问题，最后的结果也一定不正确．

如果你看到了最后的现象是“上位机不显示姿态信息”，那么在进一步调试系统之前，你面临的困境就是“每一步都可能出问题”．而且如果上一步存在问题，无论下一步是否存在问题，总的现象都是有问题．

这时就需要用到“断点”的调试方法，或者广义一点说，是断点式的调试思想．

最显而易见的断点调试方法，就是在程序里面打断点，不必多说．除此之外，还有断点思想的广义调试方法，不仅可以打程序断点，还可以打物理断点（字面意义上把导线断开），还可以打数学断点（对求解的多个步骤依次验算）等等．只要是针对串行问题的步骤分解方法，都能够叫做断点思想的广义调试方法．

断点思想的广义调试方法是解决串行问题的基本方法．

二．分解并行问题的对照试验方法

并行问题发生在有应该相互独立的多个部分的系统当中，说并行问题发生在相互独立的多个部分是很好理解的，但是为什么有多了应该两个字呢？

这是因为，如果系统的各个应该相互独立的多个部分真的相互独立，完全不会互相影响，那么就不会出现并行问题了．并行问题的本质，就是本来应该相互独立的多个部分，实质上并没有相互独立，而他们之间的我们不希望的相互影响，正是造成并行问题的根本原因．

对照试验方法正是探究多个部分的相互影响的一个重要手段，对照试验本身也极大地推动了人类认识自然的伟大进程．

拿“stm32控制步进电机并显示”这个小系统为例，这就是一个典型的存在并行部分的系统．

部分一：stm32控制步进电机的转速

部分二：stm32控制OLED显示当前的转速

我们希望的是，这两个部分完全不相互影响，也就是应该独立，而当这样的系统出现bug时，就要考虑各个并行部分是否实际独立了．

这个时候就可以设计以下的一组对照试验，来判断是否出现了并行问题：

实验一：stm32控制步进电机，但不控制OLED．

实验二：stm32控制OLED，但不控制步进电机．

实验三：stm32既控制步进电机，又控制OLED．

如果实验三的结果是无法同时工作，实验一和实验二的结果是可以单独工作，那么就很明显，这个系统出现了并行问题，这个时候我们就要着重考察这两个部分所占用的共同资源（如标志位、CPU资源等）和各部分控制的全局因素（如全局延时、更改全局变量等）．

如果实验一或者实验二其中一个无法单独工作，那么无法判断现在是否出现并行问题，应该先保证各个部分能够独立工作．

实际中的系统往往是串行问题和并行问题混杂的，经常是多个串行问题形成的步骤链彼此是应该相互独立的，因此，断点调试方法和对照试验方法都需要灵活掌握．