如何直观地理解程序的运行过程?

简介: 了解代码的执行过程是编程的基本要求。一个熟练的编程老手只需要用肉眼看着代码,就能对其运行的过程有所了解。然而对于刚接触编程不久的新手来说,这种事情就没那么显而易见了。于是在编写代码和调试代码时,一旦程序的逻辑有些复杂,就像掉进代码的迷宫,完全不知道东南西北。


了解代码的执行过程是编程的基本要求。一个熟练的编程老手只需要用肉眼看着代码,就能对其运行的过程有所了解。然而对于刚接触编程不久的新手来说,这种事情就没那么显而易见了。于是在编写代码和调试代码时,一旦程序的逻辑有些复杂,就像掉进代码的迷宫,完全不知道东南西北。


所以,每当有人对自己的代码没有给出预想结果而百思不得其解,无奈寻求帮助时,我都会建议在程序中增加输出,一方面是根据不同输出的先后顺序来判断程序的运行路径,另一方面则是观察各变量在运行过程中的实际数值,确认是在哪里发生了错误。


还有种方法就是使用 IDE 提供的调试功能,通过添加断点和单步运行,了解程序的运行状态。Visual Studio、Eclipse、xCode 等常见的 IDE 几乎都提供了调试工具。对于 Python,也可以使用 pdb 库来实现断点调试。


上述两种途径应该是大部分程序员 debug 时候的基本套路。但同样的,对于新手来说,即使这样的工具,用起来仍然有些费力。


有时我会选择在纸上画出一些流程和图形来向人解释程序,虽然效果会好些,但显然不是一种可以广泛推广的方式。后来意外发现有一款工具满足了此类需求,非常适合新手,可以让你直观地“看”出程序是怎么运行的。对于初学编程,难以理解程序运行过程的苦手来说,绝对可称之为“神器”。


这就是 Online Python Tutor。一款免费的在线代码运行及演示工具。


项目地址:pythontutor.com


关于此项目的介绍(摘自网络,出处未知):


Online Python Tutor 是由 Philip Guo 开发的一个免费教育工具,可帮助学生攻克编程学习中的基础障碍,理解每一行源代码在程序执行时在计算机中的过程。通过这个工具,教师或学生可以直接在 Web 浏览器中编写 Python 代码,并一步一步可视化地执行程序。


截至 2013 年 12 月,来自 165 个国家和地区共 50 万多人使用了这个在线工具,通常是用作教材、讲义或在线编程指南的补充。每天共执行和演示超过 6,000 段 Python 程序。除了自学的初学者,Online Python Tutor 的用户还包括了那些参加 Coursera、edX 和 Udacity 等在线课程的学生,还有诸如 MIT、UC 伯克利等高校的教师。


  • Python Tutor 支持 2.7 和 3.3 两个版本的 Python。
  • 除了 Python 外,还可运行 Java、JavaScript、TypeScript、Ruby,另外也有支持 C、C++ 的版本。
  • 可以通过一行 JS 代码,把此工具嵌入到你自己的页面中。
  • 也可以生成链接,把你的代码直接分享给别人。
  • 附带单元测试功能。
  • 网站上还提供了很多的实例,其中包括一些比较经典的算法。


再来体验一下其使用过程:


在编辑器里输入代码,点击 “Visualize Execution” 即可运行并演示。


import randomdef fn(x):
    return x**2result = []for i in range(3):
    t = random.randint(1, 10)
    print t
    r = fn(t)
    result.append(r)print result


我用了段包含循环、列表、函数、模块的代码片段。看看效果如何:


左上是代码,箭头表示当前运行到的位置。

通过下面的按钮和进度条可以直接控制程序的进行。

左下是输出。

右边就是程序的可视化模拟。在这个例子里,可以清楚地看到过程中变量的变化,何时调用了函数等信息。


不过同很多在线运行环境一样,Python Tutor 不支持运行过程中的输入功能。所以没法把我们的猜数字或是罚点球的小游戏直接放上去运行。希望以后能够增加此功能。


借助 Python Tutor,可以更轻松地理解一些算法。最后放一个冒泡排序的实现,点击文章下方的“阅读原文”可查看。

相关文章
|
2月前
|
算法 程序员
程序代码设计步骤
程序的设计过程,并不是立刻就进行代码设计,一般来讲包括设置文件的存放位置、说明书的设计、代码设计、程序测试、程序调试、注释说明。
62 7
|
5月前
|
监控 Serverless 开发工具
函数计算产品使用问题之要确保服务能在后台持续运行,而不依赖于WebUI是否打开,该怎么操作
函数计算产品作为一种事件驱动的全托管计算服务,让用户能够专注于业务逻辑的编写,而无需关心底层服务器的管理与运维。你可以有效地利用函数计算产品来支撑各类应用场景,从简单的数据处理到复杂的业务逻辑,实现快速、高效、低成本的云上部署与运维。以下是一些关于使用函数计算产品的合集和要点,帮助你更好地理解和应用这一服务。
|
6月前
|
存储 编解码 Windows
LabVIEW程序代码更新缓慢
LabVIEW程序代码更新缓慢
75 1
|
6月前
|
搜索推荐 编译器 开发者
应用程序的运行:原理、过程与代码实践
应用程序的运行:原理、过程与代码实践
193 1
|
6月前
|
存储 开发工具 数据库
认识HIS系统 HIS系统的主要功能解释说明
HIS系统即医院信息系统(全称为Hospital information System) ,是指利用计算机软硬件技术和网络通信技术等现代化手段,对医院及其所属各部门的人流、物流、财流进行综合管理,对在医疗活动各阶段产生的数据进行采集、存储、处理、提取、传输、汇总,加工形成各种信息,从而为医院的整体运行提供全面的自动化管理及各种服务的信息系统。
494 5
|
6月前
|
编译器 C语言 C++
【C进阶】C程序是怎么运作的呢?-- 程序环境和预处理(上)-1
【C进阶】C程序是怎么运作的呢?-- 程序环境和预处理(上)-1
|
6月前
【C进阶】C程序是怎么运作的呢?-- 程序环境和预处理(上)-2
【C进阶】C程序是怎么运作的呢?-- 程序环境和预处理(上)-2
程序三大结构-系统学习一
编程从三大结构考虑问题,这样的思考方式、学习方式也有了更加深刻的认识与理解
|
存储 自然语言处理 编译器
程序环境和预处理 概念详解
程序环境和预处理 概念详解
76 0
|
算法 安全 前端开发
程序常用的设计技巧
程序常用的设计技巧
程序常用的设计技巧