揭秘 IPython 的 5 种最佳调试方法-阿里云开发者社区

开发者社区> 开发与运维> 正文

揭秘 IPython 的 5 种最佳调试方法

简介: 一个好的集成开发环境(IDE)附带的调试器是开发人员能够拥有的最强大的工具之一,但并不是每个人都在使用一个带有很棒代码调试器的集成发环境(IDE)。

云栖号:https://yqh.aliyun.com
第一手的上云资讯,不同行业精选的上云企业案例库,基于众多成功案例萃取而成的最佳实践,助力您上云决策!

一个好的集成开发环境(IDE)附带的调试器是开发人员能够拥有的最强大的工具之一,但并不是每个人都在使用一个带有很棒代码调试器的集成发环境(IDE)。作为程序员,在调试 Python 代码时,你觉得最好用的调试器有哪些?如果没有的话,不妨试试使用 IPython 作为调试器吧。

image

以下为译文:

Tenderlove(Ruby和Rails的核心开发人员之一)写了一篇很棒的文章,叫做“I am a puts debuggerer”,当我还在玩Ruby的时候,我很喜欢这篇文章。这篇文章的重点是想告诉大家:在许多情况下,你不需要一个成熟的调试器。别误会我(或者Tenderlove)的意思,我认为,一个好的集成开发环境(IDE)附带的调试器是开发人员能够拥有的最强大的工具之一!它能让你可以很轻松地在代码中放置断点、在stack trace中移动、或者动态地检查和修改变量。它也使开发人员在大型代码库上工作更加轻松,并且可以帮助新手程序员加快新项目的进度。

然而,今天的人们仍然会使用print语句来调试他们的代码。我总是这样做,因为打印出一个变量既快又容易。“我要开始调试会话”这句话听起来很沉重,而“我认为这个变量有问题。我想打印出来看看!”就轻松多了。下面就是我们用5分钟就能写出的一个print语句的例子:

print(a_varible)

...

if foo:
    print(">>>>>>>>>>>>>>Inside 3rd IF")

...

    print(">>>>>>>>>>>>>>Inside 37th IF")

print(">>>>>>>>>> #@!?#!!!")

上面的代码看起来很熟悉吧?使用print语句进行代码调试是毫无问题的。很多时候,你要做的只是找出Bug。有时候,这也是你能运用的调试代码的唯一方法。因为在不影响用户使用的前提下,你很难将调试代码添加到生产环境代码中。然而,仅仅添加一些print语句,然后查看日志应该不会造成什么问题。

并不是每个人都在使用一个带有很棒代码调试器的集成发环境(IDE)。2019年Stack Overflow开发者调查报告显示:30.5%的开发人员使用Notepad++,25.4%的开发人员使用Vim,23.4%的开发者使用Sublime Text。这些都是文本编辑器!尽管我看到开发人员在使用Vim时比大多数使用PyCharm或VS Code的用户更有效率,但是要记住一个文本编辑器并不会带有强大的代码调试器。要调试Python代码,你当然可以使用标准的Python调试器pdb,但是现在你有一个更好的选择:那就是使用IPython作为调试器。

我使用VS Code已经快两年了,但我不记得上次使用其内置的调试器是什么时候。我大部分的调试工作都是在IPython中完成的。以下是我的调试方法:

将IPython会话嵌入到代码中

对我而言,最常用的做法是在代码中嵌入一个IPython会话。你只需要在代码中插入以下两行就可以做到:

from IPython import embed
embed()

我喜欢把这两行代码放在同一行,像下面这样:

from IPython import embed; embed()

这样的话,我只需要敲一次键盘就能把它移除掉。而且,在Python中,将多个语句放在同一行是一种坏习惯,因此所有的code linter都会将这行作为一个问题标注出来,这样的话,当调试完成后,调试就不会忘记把它移除😉。

当你运行代码并且解释器到达带有embed()函数的行时,它将打开一个IPython会话。你可以仔细查看代码中发生了什么。当你完成后,你只需要使用Ctrl+d关闭会话,代码将继续执行。这种方法的一个优点是,当你关闭IPython会话时,你在IPython中所做的所有修改都将保存下来。因此,你可以用这种方式对变量或函数进行修改(甚至可以用一些简单的日志来修饰函数),并查看其余代码的行为。

下面是使用embed()的简短演示。假设我们有以下代码:

a = 10
b = 15

from IPython import embed; embed()

print(f"a+b = {a+b}")

下面是我们运行它时发生的情况:

image

如上所见,我更改了a变量的值,当我关闭IPython会话后,a的新值保留下来了。

在代码中放置断点

如果你想查看在给定代码行上发生的情况,在代码中嵌入一个IPython会话是不错的做法。但是它不能像真正的调试器那样,让你可以执行下一行代码。所以更好的办法是在代码中放置一个断点。从Python 版本3.7开始,有一个新的名为breakpoint()的内置函数可以用来放置断点。如果你使用的是较低版本的Python,你可以通过运行以下代码来实现同样的效果:

import pdb; pdb.set_trace()

Python的默认调试器(pdb)相当初级。就像在标准Python REPL(—种交互式解释器环境。R-read)、E-evaluate)、P-print)、L-loop)中一样,它没有语法突出显示或自动缩进的功能。一个更好的选择是ipdb。它将使用IPython作为调试器。要启用它,需要将上面代码中的pdb替换成ipdb:

import ipdb; ipdb.set_trace()

还有另一个有趣的调试器PDB++。它有一组不同于ipdb的特性,例如,一个不断显示代码当前位置的粘滞模式。

不管你最终使用哪个调试器,它们都有一组相当标准的命令。你可以通过调用next命令(或者只是n命令)来执行下一行,通过调用step(或s)命令进入函数内部,使用continue(或c)命令继续执行直至下一个断点,使用l或ll命令显示当前代码执行的位置,等等。如果你是一个CLI(命令行接口)类型调试器的新手,那么“使用Pdb调试Python代码教程”应该对你掌握它们会有帮助。

%run -d filename.py

IPython还有另外一种方式启动一个调试器。你不需要像前面那样修改任何文件的源代码。你只需要运行%run -d filename.py这个神奇的命令,然后IPython将执行filename.py文件并在其第一行设置一个断点。作用等同于将import ipdb; ipdb.set_trace()手动放入filename.py文件中,并且使用python filename.py命令来运行它一样。

如果要将断点放在第一行之外的其他位置,可以使用-b参数。以下代码将断点放置在第42行的位置:

%run -d -b42 filename.py

记住,这里指定的行必须包含实际执行某些操作的代码。不能是空行或注释行!

最后,可能存在这样一种情形:你希望将断点放在一个不是你将要运行的文件中。比如说,某个bug可能隐藏在一个导入的模块中,而你不想再键入100次next命令就可以执行到那里。-b参数可以接受一个文件名,后跟一个冒号和一个行号,以指定要将断点确切放置到的位置,修改后的代码如下:

%run -d -b myotherfile.py:42 myscript.py

上面的代码将在名为myotherfile.py的文件的第42行设置一个断点,然后开始执行myotherfile.py文件。一旦Python解释器到达myotherfile.py,它将在断点处停止。

事后调试(Post-mortem debugging)

IPython共有176项特性。事后调试是最好的特性,至少对我来说是这样。假设你正在运行一个长期运行的脚本,在运行了15分钟后,它突然崩溃了。那么,你能做的是设置一些断点,重新运行它,然后再等待15分钟,看看发生了什么吗?如果你用的是IPython,只要调用一个神奇的命令%debug,你就不必等待了。%debug将加载最后一个异常发生时的stack trace,并且启动调试器(Python将最后一个未处理的异常存储在sys.last_traceback变量中)。这是一个很好的特性,它可以让你直接启动调试器,节省了几个小时的重新运行一些命令的时间。

如果使用的是标准pdb调试器,则可以通过运行import pdb; pdb.pm()命令来实现相同的效果。

使用%pdb自动启动调试器

让调试更加方便的唯一方法是在发生异常时自动启动调试器。IPython中的这个神奇的命令 - %pdb就能实现这一点。

如果运行%pdb 1(或%pdb on)命令,调试器将在每个未处理的异常上自动启动。你可以使用%pdb 0或关闭%pdb on命令关闭这个功能。不带任何参数运行地运行%pdb将在打开和关闭自动调试器之间进行切换。

云栖号:https://yqh.aliyun.com
第一手的上云资讯,不同行业精选的上云企业案例库,基于众多成功案例萃取而成的最佳实践,助力您上云决策!

原文发布时间:2020-1-18
本文作者:switowski
本文来自阿里云云栖号合作伙伴“CSDN”,了解相关信息可以关注“CSDN

版权声明:本文首发在云栖社区,遵循云栖社区版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,版权归用户作者所有,云栖社区不为本文内容承担相关法律责任。云栖社区已升级为阿里云开发者社区。如果您发现本文中有涉嫌抄袭的内容,欢迎发送邮件至:developer2020@service.aliyun.com 进行举报,并提供相关证据,一经查实,阿里云开发者社区将协助删除涉嫌侵权内容。

分享:
开发与运维
使用钉钉扫一扫加入圈子
+ 订阅

集结各类场景实战经验,助你开发运维畅行无忧

其他文章