Python 調試器入門
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編譯：linux中國-Flowsnow ，英文：Clément Verna
https://linux.cn/article-9979-1.html
Python 生態系統包含豐富的工具和庫，可以讓開發人員更加舒適。 例如，我們之前已經介紹了如何使用互動式 shell 增強 Python。本文重點介紹另一種可以節省時間並提高 Python 技能的工具：Python 調試器。
Python 調試器
Python 標準庫提供了一個名為 pdb 的調試器。此調試器提供了調試所需的大多數功能，如斷點、單行步進、堆棧幀的檢查等等。
了解一些pdb 的基本知識很有用，因為它是標準庫的一部分。 你可以在無法安裝其他增強的調試器的環境中使用它。
運行 pdb
運行 pdb 的最簡單方法是從命令行，將程序作為參數傳遞來調試。 看看以下腳本：
# pdb_test.py
#!/usr/bin/python3
from
time
import
sleep
def
countdown
(
number
)
:
for
i
in
range
(
number
,
0
,
-
1
)
:
(
i
)
sleep
(
1
)
if
__name__
==
"__main__"
:
seconds
=
10
countdown
(
seconds
)
你可以從命令行運行 pdb，如下所示：
$
python3
-
m
pdb
pdb_test
.
py
> /
tmp
/
pdb_test
.
py
(
1
)
<
module
>
()
->
from
time
import
sleep
(
Pdb
)
使用 pdb 的另一種方法是在程序中設置斷點。為此，請導入
pdb模塊並使用
set_trace函數：
# pdb_test.py
#!/usr/bin/python3
from
time
import
sleep
def
countdown
(
number
)
:
for
i
in
range
(
number
,
0
,
-
1
)
:
import
pdb
;
pdb
.
set_trace
()
(
i
)
sleep
(
1
)
if
__name__
==
"__main__"
:
seconds
=
10
countdown
(
seconds
)
$
python3
pdb_test
.
py
> /
tmp
/
pdb_test
.
py
(
6
)
countdown
()
->
(
i
)
(
Pdb
)
腳本在斷點處停止，pdb 顯示腳本中的下一行。 你也可以在失敗後執行調試器。 這稱為事後調試postmortem debugging。
穿行於執行堆棧
調試中的一個常見用例是在執行堆棧中穿行。 Python 調試器運行後，可以使用以下命令：
w(here)
：顯示當前執行的行以及執行堆棧的位置。
$
python3
test_pdb
.
py
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
10
)
countdown
()
->
(
i
)
(
Pdb
)
w
/
tmp
/
test_pdb
.
py
(
16
)
<
module
>
()
->
countdown
(
seconds
)
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
10
)
countdown
()
->
(
i
)
(
Pdb
)
l(ist)
：顯示當前位置周圍更多的上下文（代碼）
$
python3
test_pdb
.
py
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
10
)
countdown
()
->
(
i
)
(
Pdb
)
l
5
6
7
def
countdown
(
number
)
:
8
for
i
in
range
(
number
,
0
,
-
1
)
:
9
import
pdb
;
pdb
.
set_trace
()
10
->
(
i
)
11
sleep
(
1
)
12
13
14
if
__name__
==
"__main__"
:
15
seconds
=
10
u(p)
/
d(own)
：向上或向下穿行調用堆棧。
$
py3
test_pdb
.
py
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
10
)
countdown
()
->
(
i
)
(
Pdb
)
up
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
16
)
<
module
>
()
->
countdown
(
seconds
)
(
Pdb
)
down
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
10
)
countdown
()
->
(
i
)
(
Pdb
)
單步執行程序
pdb提供以下命令來執行和單步執行代碼：
n(ext)
：繼續執行，直到達到當前函數中的下一行，或者返回
s(tep)
：執行當前行並在第一個可能的場合停止（在被調用的函數或當前函數中）
c(ontinue)
：繼續執行，僅在斷點處停止。
$
py3
test_pdb
.
py
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
10
)
countdown
()
->
(
i
)
(
Pdb
)
n
10
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
11
)
countdown
()
->
sleep
(
1
)
(
Pdb
)
n
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
8
)
countdown
()
->
for
i
in
range
(
number
,
0
,
-
1
)
:
(
Pdb
)
n
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
9
)
countdown
()
->
import
pdb
;
pdb
.
set_trace
()
(
Pdb
)
s
--
Call
--
> /
usr
/
lib64
/
python3
.
6
/
pdb
.
py
(
1584
)
set_trace
()
->
def
set_trace
()
:
(
Pdb
)
c
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
10
)
countdown
()
->
(
i
)
(
Pdb
)
c
9
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
9
)
countdown
()
->
import
pdb
;
pdb
.
set_trace
()
(
Pdb
)
該示例顯示了
next
和
step
之間的區別。 實際上，當使用
step
時，調試器會進入
pdb
模塊源代碼，而接下來就會執行
set_trace
函數。
檢查變數內容
pdb 非常有用的地方是檢查執行堆棧中存儲的變數的內容。 例如，
a(rgs)
命令列印當前函數的變數，如下所示：
py3
test_pdb
.
py
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
10
)
countdown
()
->
(
i
)
(
Pdb
)
where
/
tmp
/
test_pdb
.
py
(
16
)
<
module
>
()
->
countdown
(
seconds
)
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
10
)
countdown
()
->
(
i
)
(
Pdb
)
args
number
=
10
(
Pdb
)
pdb 列印變數的值，在本例中是 10。
可用於列印變數值的另一個命令是
p(rint)
。
$
py3
test_pdb
.
py
> /
tmp
/
test_pdb
.
py
(
10
)
countdown
()
->
(
i
)
(
Pdb
)
list
5
6
7
def
countdown
(
number
)
:
8
for
i
in
range
(
number
,
0
,
-
1
)
:
9
import
pdb
;
pdb
.
set_trace
()
10
->
(
i
)
11
sleep
(
1
)
12
13
14
if
__name__
==
"__main__"
:
15
seconds
=
10
(
Pdb
)
(
seconds
)
10
(
Pdb
)
p
i
10
(
Pdb
)
p
number
-
i
0
(
Pdb
)
如示例中最後的命令所示，
print
可以在顯示結果之前計算表達式。
Python 文檔包含每個 pdb 命令的參考和示例。 對於開始使用 Python 調試器人來說，這是一個有用的讀物。
增強的調試器
一些增強的調試器提供了更好的用戶體驗。 大多數為 pdb 添加了有用的額外功能，例如語法突出高亮、更好的回溯和自省。 流行的增強調試器包括 IPython 的 ipdb 和 pdb++。
這些示例顯示如何在虛擬環境中安裝這兩個調試器。 這些示例使用新的虛擬環境，但在調試應用程序的情況下，應使用應用程序的虛擬環境。
安裝 IPython 的 ipdb
要安裝 IPython ipdb，請在虛擬環境中使用
pip
：
$
python3
-
m
venv
.
test
_
pdb$
source
.
test_pdb
/
bin
/
activate
(
test_pdb
)$
pip install
ipdb
要在腳本中調用 ipdb，必須使用以下命令。 請注意，該模塊稱為 ipdb 而不是 pdb：
import
ipdb
;
ipdb
.
set_trace
()
IPython 的 ipdb 也可以用 Fedora 包安裝，所以你可以使用 Fedora 的包管理器
dnf來安裝它：
$
sudo dnf install
python3
-
ipdb
安裝 pdb++
你可以類似地安裝 pdb++：
$
python3
-
m
venv
.
test
_
pdb$
source
.
test_pdb
/
bin
/
activate
(
test_pdb
)$
pip install
pdbp
pdb++ 重寫了 pdb 模塊，因此你可以使用相同的語法在程序中添加斷點：
import
pdb
;
pdb
.
set_trace
()
總結
學習如何使用 Python 調試器可以節省你在排查應用程序問題時的時間。 對於了解應用程序或某些
庫的複雜部分如何工作也是有用的，從而提高 Python 開發人員的技能。
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