3. 调试技术¶

程序调试是将编制的程序投入实际运行前，用手工或编译程序等方法进行测试，修正语法错误和逻辑错误的过程。
这是保证计算机信息系统正确性的必不可少的步骤。
编完计算机程序，必须送入计算机中测试。根据测试时所发现的错误，进一步诊断，找出原因和具体的位置进行修正
调试分类：
- 静态调试：以看为主，看源代码，输出寄存器内容，输出变量值
- 动态调试：程序运行中人为控制运行节奏和步骤

3.1. 几个概念¶

断点(breakpoint): 程序中某一个位置,再调试模式(debug)下运行,程序执行到这个点就会停住,等待你下一步命令
调试模式(debug): 程序运行,遇到断点会挺住,方便交互式运行代码
运行模式(run): 程序正常执行命令,自动忽略断点

3.2. pdb调试¶

pdb调试是应对的命令行样式的开发, 现在用处比较少, 再个别远程调试中或许还有用到,但很少遇到了.

了解pdb调试主要是了解调试的一些基础概念.

3.2.1. 命令行启动`pdb`¶

下面代码是被测代码:

# 01.py, 这个名字起的很魔幻,请自动忽略
a = "i love chian"
b = "and you"

print(a + b)

c = 5
print(a + c)

代码很简单,但我们需要一行一行运行代码,此时需要启动pdb调试, 则直接运行:

python -m pdb 01.py

启动后会直接进入命令行,通过输入不同命令会执行不同的操作, 如果不清楚,可以通过帮助文档查看命令, 调试命令很少,参看下面:

(base) F:\book\python\new_python\code\02-调试技术>python -m pdb 01.py
> f:\book\python\new_python\code\02-调试技术\01.py(2)<module>()
-> a = "i love chian"

其中, 打开程序后会显示一个箭头指向的内容,表明程序现在正准备执行这一行, 及下面的代码:

-> a = "i love chian"

再输入帮助命令后,显示此调试支持的命令:

(Pdb) help

Documented commands (type help <topic>):
========================================
EOF    c          d        h         list      q        rv       undisplay
a      cl         debug    help      ll        quit     s        unt
alias  clear      disable  ignore    longlist  r        source   until
args   commands   display  interact  n         restart  step     up
b      condition  down     j         next      return   tbreak   w
break  cont       enable   jump      p         retval   u        whatis
bt     continue   exit     l         pp        run      unalias  where

Miscellaneous help topics:
==========================
exec  pdb

(Pdb)

下面根据不同的意图就可以进入不同的操作, 但上面的操作命令可能并不清晰,比如我想知道c代表什么意思, 可以继续借助帮助:

(Pdb) help c
c(ont(inue))
        Continue execution, only stop when a breakpoint is encountered.
(Pdb)

上面解释了c命令就是continue的缩写,所以我们如果想让程序继续执行,知道遇到断点,直接敲入c命令即可:

(Pdb) c
i love chianand you
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\Augs\Anaconda3\lib\pdb.py", line 1667, in main
    pdb._runscript(mainpyfile)
  File "C:\Users\Augs\Anaconda3\lib\pdb.py", line 1548, in _runscript
    self.run(statement)
  File "C:\Users\Augs\Anaconda3\lib\bdb.py", line 434, in run
    exec(cmd, globals, locals)
  File "<string>", line 1, in <module>
  File "f:\book\python\new_python\code\02-调试技术\01.py", line 2, in <module>
    a = "i love chian"
TypeError: must be str, not int
Uncaught exception. Entering post mortem debugging
Running 'cont' or 'step' will restart the program
> f:\book\python\new_python\code\02-调试技术\01.py(2)<module>()
-> a = "i love chian"
(Pdb)

敲入继续命令后, 则继续执行知道程序末尾(因为没设置端点), 最后会打印出相应错误信息,并告诉你可以通过cont或者step命令重启调试.

3.2.2. 代码启动`pdb`¶

如果想经常调试,可以再代码中直接写入调试命令,下面代码则是直接把调试模块导入后执行:

# 文件名  02.py
# 导入调试后设置
import pdb
pdb.set_trace()
a = "i love chian"
b = "and you"

print(a + b)

c = 5
print(a)

对于这类文件, 调试的时候直接运行即可, 使用下面代码:

python 02.py

剩下的跟上面打开方式的调试一致.

3.2.3. `pdb`调试案例¶

参看下面代码:

import pdb
pdb.set_trace()
def func(n):
    for i in range(1,n):
        print("LOOP {0} ".format(i))

    print("Func is done!!!")

if __name__ == "__main__":
    print("Start my software..........")
    func(10)
    print("Software is done !!!!!!!!")

上面代码很简单,我们用pdb主要展示常用几个命令即可,其中#后内容我大拿加的注释, 原来并没有:

(base) F:\book\python\new_python\code\02-调试技术>python 03.py
> f:\book\python\new_python\code\02-调试技术\03.py(3)<module>() #启动
-> def func(n):
(Pdb) l #浏览代码
  1     import pdb
  2     pdb.set_trace()
  3  -> def func(n): #表示当前运行的行
  4         for i in range(1,n):
  5             print("LOOP {0} ".format(i))
  6
  7         print("Func is done!!!")
  8
  9     if __name__ == "__main__":
 10         print("Start my software..........")
 11         func(10)
(Pdb) b 5 #在第五行上设置断点
Breakpoint 1 at f:\book\python\new_python\code\02-调试技术\03.py:5
(Pdb) c #运行到断点处
Start my software..........
> f:\book\python\new_python\code\02-调试技术\03.py(5)func()
-> print("LOOP {0} ".format(i))
(Pdb) c #运行到下一个断点处
LOOP 1 #显示这事第一次循环
> f:\book\python\new_python\code\02-调试技术\03.py(5)func()
-> print("LOOP {0} ".format(i))
(Pdb) c
LOOP 2
> f:\book\python\new_python\code\02-调试技术\03.py(5)func()
-> print("LOOP {0} ".format(i))
(Pdb) clear #清除所有断点
Clear all breaks? y
Deleted breakpoint 1 at f:\book\python\new_python\code\02-调试技术\03.py:5
(Pdb) l
  1     import pdb
  2     pdb.set_trace()
  3     def func(n):
  4         for i in range(1,n):
  5  ->         print("LOOP {0} ".format(i))
  6
  7         print("Func is done!!!")
  8
  9     if __name__ == "__main__":
 10         print("Start my software..........")
 11         func(10)
(Pdb) n 1
LOOP 3
> f:\book\python\new_python\code\02-调试技术\03.py(4)func()
-> for i in range(1,n):
(Pdb) c
LOOP 4
LOOP 5
LOOP 6
LOOP 7
LOOP 8
LOOP 9
Func is done!!!
Software is done !!!!!!!!

3.3. pycharm调试¶

Pycharm只是一个工具, 调试的目的跟pdb一致,所以, 用法上除了这是一个图形用户界面的产品, 跟命令行调试本质上一致.

运行分为 run/debug模式, 菜单run下面有相关按钮, 并配有相应快捷键

3.3.1. 案例¶

调试以下代码:

def SayHello(name):
    print("I want to say hello with your, {0}".format(name))
    print("Hello, {0}".format(name))
    print("Done...............")


if __name__ == "__main__":
    print('***' * 10)
    name = input("Please input your name: ")
    print(SayHello(name=name) )
    print('@@@' * 10)