Python 调试器入门

Python 生态系统包含丰富的工具和库,可以让开发人员更加舒适。 例如,我们之前已经介绍了如何使用交互式 shell 增强 Python。本文重点介绍另一种可以节省时间并提高 Python 技能的工具:Python 调试器。

Python 调试器

Python 标准库提供了一个名为 pdb 的调试器。此调试器提供了调试所需的大多数功能,如断点、单行步进、堆栈帧的检查等等。

了解一些pdb 的基本知识很有用,因为它是标准库的一部分。 你可以在无法安装其他增强的调试器的环境中使用它。

运行 pdb

运行 pdb 的最简单方法是从命令行,将程序作为参数传递来调试。 看看以下脚本:

你可以从命令行运行 pdb,如下所示:

使用 pdb 的另一种方法是在程序中设置断点。为此,请导入 pdb 模块并使用set_trace 函数:

脚本在断点处停止,pdb 显示脚本中的下一行。 你也可以在失败后执行调试器。 这称为事后调试postmortem debugging。

穿行于执行堆栈

调试中的一个常见用例是在执行堆栈中穿行。 Python 调试器运行后,可以使用以下命令:

  • w(here):显示当前执行的行以及执行堆栈的位置。

  • l(ist):显示当前位置周围更多的上下文(代码)

  • u(p)/d(own):向上或向下穿行调用堆栈。

单步执行程序

pdb提供以下命令来执行和单步执行代码:

  • n(ext):继续执行,直到达到当前函数中的下一行,或者返回
  • s(tep):执行当前行并在第一个可能的场合停止(在被调用的函数或当前函数中)
  • c(ontinue):继续执行,仅在断点处停止。

该示例显示了 nextstep 之间的区别。 实际上,当使用 step 时,调试器会进入 pdb 模块源代码,而接下来就会执行 set_trace 函数。

检查变量内容

  • pdb 非常有用的地方是检查执行堆栈中存储的变量的内容。 例如,a(rgs) 命令打印当前函数的变量,如下所示:

pdb 打印变量的值,在本例中是 10。

  • 可用于打印变量值的另一个命令是 p(rint)

如示例中最后的命令所示,print 可以在显示结果之前计算表达式。

Python 文档包含每个 pdb 命令的参考和示例。 对于开始使用 Python 调试器人来说,这是一个有用的读物。

增强的调试器

一些增强的调试器提供了更好的用户体验。 大多数为 pdb 添加了有用的额外功能,例如语法突出高亮、更好的回溯和自省。 流行的增强调试器包括 IPython 的 ipdbpdb++

这些示例显示如何在虚拟环境中安装这两个调试器。 这些示例使用新的虚拟环境,但在调试应用程序的情况下,应使用应用程序的虚拟环境。

安装 IPython 的 ipdb

要安装 IPython ipdb,请在虚拟环境中使用 pip

要在脚本中调用 ipdb,必须使用以下命令。 请注意,该模块称为 ipdb 而不是 pdb:

IPython 的 ipdb 也可以用 Fedora 包安装,所以你可以使用 Fedora 的包管理器 dnf 来安装它:

安装 pdb++

你可以类似地安装 pdb++:

pdb++ 重写了 pdb 模块,因此你可以使用相同的语法在程序中添加断点:

总结

学习如何使用 Python 调试器可以节省你在排查应用程序问题时的时间。 对于了解应用程序或某些库的复杂部分如何工作也是有用的,从而提高 Python 开发人员的技能。

 

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