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調(diào)試Python程序代碼的幾種方法總結(jié)

 千秋鶴 2017-07-02

程序能一次寫完并正常運(yùn)行的概率很小，基本不超過(guò)1%,?？倳?huì)有各種各樣的bug需要修正。有的bug很簡(jiǎn)單,，看看錯(cuò)誤信息就知道,，有的bug很復(fù)雜，我們需要知道出錯(cuò)時(shí),，哪些變量的值是正確的,，哪些變量的值是錯(cuò)誤的，因此,，需要一整套調(diào)試程序的手段來(lái)修復(fù)bug,。

第一種方法簡(jiǎn)單直接粗暴有效，就是用print把可能有問(wèn)題的變量打印出來(lái)看看：

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# err.py
def foo(s):
  n = int(s)
  print '>>> n = %d' % n
  return 10 / n
def main():
  foo('0')
main()

執(zhí)行后在輸出中查找打印的變量值：

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$ python err.py
>>> n = 0
Traceback (most recent call last):
 ...
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

用print最大的壞處是將來(lái)還得刪掉它,，想想程序里到處都是print,，運(yùn)行結(jié)果也會(huì)包含很多垃圾信息。所以,，我們又有第二種方法,。
斷言

凡是用print來(lái)輔助查看的地方，都可以用斷言（assert）來(lái)替代：

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# err.py
def foo(s):
  n = int(s)
  assert n != 0, 'n is zero!'
  return 10 / n
def main():
  foo('0')

assert的意思是,，表達(dá)式n != 0應(yīng)該是True,，否則，后面的代碼就會(huì)出錯(cuò),。

如果斷言失敗,，assert語(yǔ)句本身就會(huì)拋出AssertionError：

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$ python err.py
Traceback (most recent call last):
 ...
AssertionError: n is zero!

程序中如果到處充斥著assert，和print相比也好不到哪去,。不過(guò),，啟動(dòng)Python解釋器時(shí)可以用-O參數(shù)來(lái)關(guān)閉assert：

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$ python -O err.py
Traceback (most recent call last):
 ...
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

關(guān)閉后，你可以把所有的assert語(yǔ)句當(dāng)成pass來(lái)看,。
logging

把print替換為logging是第3種方式,，和assert比,，logging不會(huì)拋出錯(cuò)誤，而且可以輸出到文件：

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# err.py
import logging
s = '0'
n = int(s)
logging.info('n = %d' % n)
print 10 / n

logging.info()就可以輸出一段文本,。運(yùn)行,，發(fā)現(xiàn)除了ZeroDivisionError，沒有任何信息,。怎么回事,？

別急，在import logging之后添加一行配置再試試：

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import logging
logging.basicConfig(level=logging.INFO)

看到輸出了：

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$ python err.py
INFO:root:n = 0
Traceback (most recent call last):
 File "err.py", line 8, in <module>
  print 10 / n
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

這就是logging的好處,，它允許你指定記錄信息的級(jí)別,，有debug，info,，warning,，error等幾個(gè)級(jí)別，當(dāng)我們指定level=INFO時(shí),，logging.debug就不起作用了,。同理，指定level=WARNING后,，debug和info就不起作用了,。這樣一來(lái)，你可以放心地輸出不同級(jí)別的信息,，也不用刪除,，最后統(tǒng)一控制輸出哪個(gè)級(jí)別的信息。

logging的另一個(gè)好處是通過(guò)簡(jiǎn)單的配置,，一條語(yǔ)句可以同時(shí)輸出到不同的地方,，比如console和文件。
pdb

第4種方式是啟動(dòng)Python的調(diào)試器pdb,，讓程序以單步方式運(yùn)行,，可以隨時(shí)查看運(yùn)行狀態(tài)。我們先準(zhǔn)備好程序：

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# err.py
s = '0'
n = int(s)
print 10 / n

然后啟動(dòng)：

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$ python -m pdb err.py
> /Users/michael/Github/sicp/err.py(2)<module>()
-> s = '0'

以參數(shù)-m pdb啟動(dòng)后,，pdb定位到下一步要執(zhí)行的代碼-> s = '0',。輸入命令l來(lái)查看代碼：

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(Pdb) l
 1   # err.py
 2 -> s = '0'
 3   n = int(s)
 4   print 10 / n
[EOF]

輸入命令n可以單步執(zhí)行代碼：

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(Pdb) n
> /Users/michael/Github/sicp/err.py(3)<module>()
-> n = int(s)
(Pdb) n
> /Users/michael/Github/sicp/err.py(4)<module>()
-> print 10 / n

任何時(shí)候都可以輸入命令p 變量名來(lái)查看變量：

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(Pdb) p s
'0'
(Pdb) p n
0

輸入命令q結(jié)束調(diào)試，退出程序：

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(Pdb) n
ZeroDivisionError: 'integer division or modulo by zero'
> /Users/michael/Github/sicp/err.py(4)<module>()
-> print 10 / n
(Pdb) q

這種通過(guò)pdb在命令行調(diào)試的方法理論上是萬(wàn)能的,，但實(shí)在是太麻煩了,，如果有一千行代碼，要運(yùn)行到第999行得敲多少命令啊,。還好,，我們還有另一種調(diào)試方法。
pdb.set_trace()

這個(gè)方法也是用pdb,，但是不需要單步執(zhí)行,，我們只需要import pdb,，然后，在可能出錯(cuò)的地方放一個(gè)pdb.set_trace(),，就可以設(shè)置一個(gè)斷點(diǎn)：

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# err.py
import pdb
s = '0'
n = int(s)
pdb.set_trace() # 運(yùn)行到這里會(huì)自動(dòng)暫停
print 10 / n

運(yùn)行代碼,，程序會(huì)自動(dòng)在pdb.set_trace()暫停并進(jìn)入pdb調(diào)試環(huán)境，可以用命令p查看變量,，或者用命令c繼續(xù)運(yùn)行：

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$ python err.py
> /Users/michael/Github/sicp/err.py(7)<module>()
-> print 10 / n
(Pdb) p n
0
(Pdb) c
Traceback (most recent call last):
 File "err.py", line 7, in <module>
  print 10 / n
ZeroDivisionError: integer division or modulo by zero

這個(gè)方式比直接啟動(dòng)pdb單步調(diào)試效率要高很多,，但也高不到哪去。
IDE

如果要比較爽地設(shè)置斷點(diǎn),、單步執(zhí)行,，就需要一個(gè)支持調(diào)試功能的IDE。目前比較好的Python IDE有PyCharm：

http://www./pycharm/

另外,，Eclipse加上pydev插件也可以調(diào)試Python程序,。
小結(jié)

寫程序最痛苦的事情莫過(guò)于調(diào)試,，程序往往會(huì)以你意想不到的流程來(lái)運(yùn)行,，你期待執(zhí)行的語(yǔ)句其實(shí)根本沒有執(zhí)行，這時(shí)候,，就需要調(diào)試了,。

雖然用IDE調(diào)試起來(lái)比較方便，但是最后你會(huì)發(fā)現(xiàn),，logging才是終極武器,。

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