如何调试您的Python代码？

对于码农而言，如果说能够编写出有效的代码，会给他们带来满满的成就感的话;那么当其代码中出现缺陷、甚至是错误时，他们则会产生深深的挫败感。因此，为了避免在软件运行的过程中，出现各种意想不到的错误，我们需要通过针对程序的调试，来消除各种代码级别的错误。本文将以Python为例，和您讨论八种有关代码调试的优秀实践。

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何为Python异常?

每当Python无法解释某段目标代码或命令时，程序往往会抛出异常。Python的各种异常，实际上是Python在执行代码时，出现的一组错误集合。

通常，Python会使用try和except块，来触发各种错误异常。由于可执行的命令往往位于try块之内，因此当try中的代码出现失败时，Python就会去执行except块中的代码。也就是说，except关键字中的语句本质上就是try块中的那些异常，Python只是将它们作为错误而触发罢了。当然，一个try...except块有时候也可能会包含多个带有except关键字的异常。其中包含了许多我们在Python中常见的典型错误与详细信息。

由于我们在使用各种内置函数、软件库或Python框架时，都可能会碰到异常，因此，即便您认真编写和遵守了正确的语法，也无法保证相关方法在调用和执行时不会出错。例如，您可能只编写了大约5行代码，但是Python程序会发现到您正在使用的某个库、框架或内置方法的源代码中，存在着预定义的相关异常，因此会在第200行处触发异常错误。

语法错误

当程序代码无法在语法层面上被识别时，Python通常会抛出语法级别的错误。如果您是Python的初学者，那么就可能会频繁地遇到此类语法错误。不过，由于这些错误比那些深层次的异常(in-depth exceptions)更易于被追溯，因此您一旦掌握了基本原理，就很容易对它们进行合理的处理。

如何调试你的Python代码

Python的典型异常包括：缩进、类型、以及名称错误等方面。它们既可能来自单行代码，也可能源于某个代码块。我们虽然没有统一的方法对其进行处置，但是可以根据各种实例和项目类型，去予以应对。下面，让我们来具体讨论可用于调试Python的八种方法。它们既可以被单独使用，也能够通过组合来增强效果。

1.检查错误描述

处理Python错误的可用方法之一是查看错误的描述。Python通常会在其错误输出的最后一行给予详细的说明。例如：在解析意外的EOF(End Of File)时，我们会发现它们通常与缺少括号有关。也就是说，当您尝试着从类或对象处调用某个错误的函数时，就会出现AttributeError之类无效的语法(invalid syntax)错误。因此，通过最终一行的“蛛丝马迹”，您往往能够成功地追踪错误的来源，并着手重写其相关的代码。

2.追踪错误的来源

Python的错误具有较强的代码行限定性(line-bound)，在遇到错误时，您需要注意Python所指向的具体行号。例如，由于下面的代码会尝试着连接不同的数据类型(字符串和整数)，因此会产生类型方面的错误(type error)。其错误信息指向了示例代码中的第2行：

示例代码：

 
 
 
   
  
  
  db = open("output.txt", "a")   
  
  
  a = "Hello"+1   
  
  
  b = "How do you do?"   
  
  
  db.write(a+", "+b+"   
  
  
  ")

错误信息：

 
 
 
   
  
  
  raceback (most recent call last):   
  
  
    File "C:\Users\Omisola Idowu\Desktop\Lato   
  
  
  oup   
  
  
  ew.py", line 2, in    
  
  
      a = "Hello"+1   
  
  
  TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

下面让我们再来看另一个错误示例：

代码：

 
 
 
   
  
  
  def findTotal(a):   
  
  
      for i in a   
  
  
          print(sum(i)*2)

错误信息：

 
 
 
   
  
  
  File "C:\Users\Omisola Idowu\Desktop\Lato   
  
  
  oup   
  
  
  ew.py", line 2   
  
  
      for i in a   
  
  
               ^   
  
  
  SyntaxError: invalid syntax

显然，Python指出了第2行的语法错误。如果您熟悉Python的话，就能够一眼看出：实际上，这是因为在for循环后面缺少的一个冒号。

3.在命令行上利用Trace方法

虽然您可以使用内置的集成开发和学习环境(Integrated Development and Learning Environment，IDLE)去调试Python，但是它不一定适合大型的软件项目。因此，调试Python的可用方法之一实际上是采用命令行界面(command-line interface，CLI)。它与在JavaScript中运行console.log()有着相似的效果。

如果您在代码执行过程中遇到了错误，则可以启动CLI，并使用trace命令去试着运行有问题的脚本。其基本工作原理是对代码进行逐行检查，并对发现问题的地方予以解析。

若要调用该方法，请在命令行中，以如下方式运行代码文件：

 
 
 
   
  
  
  python -m trace --trace file_name.py

在大型项目中，虽然以上述方式运行整个脚本并不切实际，但是您可以创建一个单独的Python文件，将每个代码块(一次仅一段)逐个粘贴到该文件中，然后分别运行上述命令。在此，您可以将其视为单元性调试的一种特有形式。

4.测试您的代码

除了上述提到的异常原因之外，错误的布尔值(boolean)有时也会导致您的程序在部署中表现异常或出现错误。单元测试往往涉及到需要隔离代码中的某些单元(块或行)，以测试具体的性能、效率、以及正确性等指标。它们对于程序代码而言都是极其重要的。在单元测试中，我们可以使用多种调试技术，来通过assert函数对代码的正确性进行分析，以及检查代码在运行过程中所需的时间等维度指标。

在实际生产环境中，我们可以创建一个名为test.py的单独Python文件，并在该文件中测试每个代码单元。如下代码段展示了单元测试的一个示例：

 
 
 
   
  
  
  data = {   
  
  
  "guitars":[   
  
  
  {"Seagull":"$260"},   
  
  
  {"Fender":"$700"},   
  
  
  {"Electric-acoustic":"$600"}   
  
  
  ]   
  
  
  }   
  
  
  if len(data["guitars"])==2:   
  
  
      for i in data["guitars"]:   
  
  
          print(i)   
  
  
  assert len(data["guitars"])==2, "Length less than what's required, should be 3"

可见，由于数组的长度小于3，因此Python会触发如下断言错误：

 
 
 
   
  
  
  AssertionError: Length less than what's required, should be 3

5.使用日志

作为调试代码的另一种方法，Python内置了一套日志库，可供日志的检查与勘误。您可以通过链接--https://docs.python.org/3/howto/logging.html，来进一步了解其工作原理，以及如何在控制台中的运行和捕获它们。如果您觉得在部署应用的过程中，无法通过控制台来查看到日志，则可以通过设置简单邮件传输协议(SMTP)，以便于将代码日志以电子邮件的方式及时捕获与分析。

6.使用标准的Python调试器

Python有一个被称为pdb的、非常流行的板载调试器。由于它是内置的，因此您只需要将pdb导入待测试文件中即可。pdb模块可以通过对代码采取事后执行(post-mortem)的方式，来调试程序在运行过程中出现的突然崩溃现象。

您既可以将pdb用于运行整个Python文件，也可以仅执行某个单元，以深入到程序的每一行去发现潜在的错误。在实际使用中，您需要首先打开Python文件，然后通过importpdb;pdb.set_trace()，来启动pdb调试器。接着，您可以通过CLI运行待测试的Python文件(请参见--https://www.makeuseof.com/run-python-script/)：

 
 
 
   
  
  
  Python Your_Python_file.py

通过如下带有h的命令，您可以查看到pdb的所有可用命令列表：

 
 
 
   
  
  
  (pdb) h

列表的输出如下图所示：

例如，您可以通过如下命令，来逐行罗列出代码：

 
 
 
   
  
  
  (pdb) l

7.使用IDE进行调试

IDE也是用于调试Python脚本的宝贵工具。其中：

Visual Studio Code(https://code.visualstudio.com/download)能够协助您运行与调试Python程序中的各项功能。
作为一种语言类支持插件，Pylance可允许您在调试的模式下运行自己的代码。
作为另一个出色的IDE，Pycharm(https://www.jetbrains.com/pycharm/download/)可以帮助您更加深入地查找代码中的错误。
Eclipse(http://www.eclipse.org/downloads/packages/)也提供了一个名为Pydev的第三方插件，以实现针对Python脚本的轻松调试。

8.在网上搜索解决方案

鉴于Python具有庞大的开发者社区，您不妨将互联网作为寻找解决Python代码问题的可靠资源。例如，Stackoverflow(https://stackoverflow.com/)便是一个流行的代码社区，您可以在其中进行各种互动式的问答。当然，YouTube上也包含了大量的有关Python编程的实用视频。

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