Python代码调试的几种方法总结

使用 pdb 进行调试

pdb 是 python 自带的一个包，为 python 程序提供了一种交互的源代码调试功能，主要特性包括设置断点、单步调试、进入函数调试、查看当前代码、查看栈片段、动态改变变量的值等。pdb 提供了一些常用的调试命令，详情见表 1。
表 1. pdb 常用命令

下面结合具体的实例讲述如何使用 pdb 进行调试。
清单 1. 测试代码示例

import pdb 
 a = "aaa"
 pdb.set_trace() 
 b = "bbb"
 c = "ccc"
 final = a + b + c 
 print final

开始调试：直接运行脚本，会停留在 pdb.set_trace() 处，选择 n+enter 可以执行当前的 statement。在第一次按下了 n+enter 之后可以直接按 enter 表示重复执行上一条 debug 命令。
清单 2. 利用 pdb 调试

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]# python epdb1.py 
 > /root/epdb1.py(4)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(5)?() 
 -> c = "ccc"
 (Pdb) 
 > /root/epdb1.py(6)?() 
 -> final = a + b + c 
 (Pdb) list 
 1   import pdb 
 2   a = "aaa"
 3   pdb.set_trace() 
 4   b = "bbb"
 5   c = "ccc"
 6 -> final = a + b + c 
 7   print final 
 [EOF] 
 (Pdb) 
 [EOF] 
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(7)?() 
 -> print final 
 (Pdb)

退出 debug：使用 quit 或者 q 可以退出当前的 debug，但是 quit 会以一种非常粗鲁的方式退出程序，其结果是直接 crash。
清单 3. 退出 debug

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]# python epdb1.py 
 > /root/epdb1.py(4)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(5)?() 
 -> c = "ccc"
 (Pdb) q 
 Traceback (most recent call last): 
 File "epdb1.py", line 5, in ? 
  c = "ccc"
 File "epdb1.py", line 5, in ? 
  c = "ccc"
 File "/usr/lib64/python2.4/bdb.py", line 48, in trace_dispatch 
  return self.dispatch_line(frame) 
 File "/usr/lib64/python2.4/bdb.py", line 67, in dispatch_line 
  if self.quitting: raise BdbQuit 
 bdb.BdbQuit

打印变量的值：如果需要在调试过程中打印变量的值，可以直接使用 p 加上变量名，但是需要注意的是打印仅仅在当前的 statement 已经被执行了之后才能看到具体的值，否则会报 NameError: < exceptions.NameError … ....> 错误。
清单 4. debug 过程中打印变量

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]# python epdb1.py 
 > /root/epdb1.py(4)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(5)?() 
 -> c = "ccc"
 (Pdb) p b 
'bbb'
 (Pdb) 
'bbb'
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(6)?() 
 -> final = a + b + c 
 (Pdb) p c 
'ccc'
 (Pdb) p final 
 *** NameError: <exceptions.NameError instance at 0x1551b710 > 
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(7)?() 
 -> print final 
 (Pdb) p final 
'aaabbbccc'
 (Pdb)

使用 c 可以停止当前的 debug 使程序继续执行。如果在下面的程序中继续有 set_statement() 的申明，则又会重新进入到 debug 的状态，读者可以在代码 print final 之前再加上 set_trace() 验证。
清单 5. 停止 debug 继续执行程序

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]# python epdb1.py 
 > /root/epdb1.py(4)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(5)?() 
 -> c = "ccc"
 (Pdb) c 
 aaabbbccc

显示代码：在 debug 的时候不一定能记住当前的代码块，如要要查看具体的代码块，则可以通过使用 list 或者 l 命令显示。list 会用箭头 -> 指向当前 debug 的语句。
清单 6. debug 过程中显示代码

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]# python epdb1.py 
 > /root/epdb1.py(4)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) list 
 1   import pdb 
 2   a = "aaa"
 3   pdb.set_trace() 
 4 -> b = "bbb"
 5   c = "ccc"
 6   final = a + b + c 
 7   pdb.set_trace() 
 8   print final 
 [EOF] 
 (Pdb) c 
 > /root/epdb1.py(8)?() 
 -> print final 
 (Pdb) list 
 3   pdb.set_trace() 
 4   b = "bbb"
 5   c = "ccc"
 6   final = a + b + c 
 7   pdb.set_trace() 
 8 -> print final 
 [EOF] 
 (Pdb)

在使用函数的情况下进行 debug
清单 7. 使用函数的例子

import pdb 
 def combine(s1,s2):   # define subroutine combine, which... 
  s3 = s1 + s2 + s1  # sandwiches s2 between copies of s1, ... 
  s3 = '"' + s3 +'"'  # encloses it in double quotes,... 
  return s3      # and returns it. 
 a = "aaa"
 pdb.set_trace() 
 b = "bbb"
 c = "ccc"
 final = combine(a,b) 
 print final

如果直接使用 n 进行 debug 则到 final=combine(a,b) 这句的时候会将其当做普通的赋值语句处理，进入到 print final。如果想要对函数进行 debug 如何处理呢 ? 可以直接使用 s 进入函数块。函数里面的单步调试与上面的介绍类似。如果不想在函数里单步调试可以在断点处直接按 r 退出到调用的地方。
清单 8. 对函数进行 debug

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]# python epdb2.py 
 > /root/epdb2.py(10)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb2.py(11)?() 
 -> c = "ccc"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb2.py(12)?() 
 -> final = combine(a,b) 
 (Pdb) s 
 --Call-- 
 > /root/epdb2.py(3)combine() 
 -> def combine(s1,s2):   # define subroutine combine, which... 
 (Pdb) n 
 > /root/epdb2.py(4)combine() 
 -> s3 = s1 + s2 + s1  # sandwiches s2 between copies of s1, ... 
 (Pdb) list 
 1   import pdb 
 2 
 3   def combine(s1,s2):   # define subroutine combine, which... 
 4 ->   s3 = s1 + s2 + s1  # sandwiches s2 between copies of s1, ... 
 5     s3 = '"' + s3 +'"'  # encloses it in double quotes,... 
 6     return s3      # and returns it. 
 7 
 8   a = "aaa"
 9   pdb.set_trace() 
 10   b = "bbb"
 11   c = "ccc"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb2.py(5)combine() 
 -> s3 = '"' + s3 +'"'  # encloses it in double quotes,... 
 (Pdb) n 
 > /root/epdb2.py(6)combine() 
 -> return s3      # and returns it. 
 (Pdb) n 
 --Return-- 
 > /root/epdb2.py(6)combine()->'"aaabbbaaa"'
 -> return s3      # and returns it. 
 (Pdb) n 
 > /root/epdb2.py(13)?() 
 -> print final 
 (Pdb)

在调试的时候动态改变值 。在调试的时候可以动态改变变量的值，具体如下实例。需要注意的是下面有个错误，原因是 b 已经被赋值了，如果想重新改变 b 的赋值，则应该使用！ B。
清单 9. 在调试的时候动态改变值

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]# python epdb2.py 
 > /root/epdb2.py(10)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) var = "1234"
 (Pdb) b = "avfe"
 *** The specified object '= "avfe"' is not a function 
 or was not found along sys.path. 
 (Pdb) !b="afdfd"
 (Pdb)

pdb 调试有个明显的缺陷就是对于多线程，远程调试等支持得不够好，同时没有较为直观的界面显示，不太适合大型的 python 项目。而在较大的 python 项目中，这些调试需求比较常见，因此需要使用更为高级的调试工具。接下来将介绍 PyCharm IDE 的调试方法 .
使用 PyCharm 进行调试

PyCharm 是由 JetBrains 打造的一款 Python IDE，具有语法高亮、Project 管理、代码跳转、智能提示、自动完成、单元测试、版本控制等功能，同时提供了对 Django 开发以及 Google App Engine 的支持。分为个人独立版和商业版，需要 license 支持，也可以获取免费的 30 天试用。试用版本的 Pycharm 可以在官网上下载，下载地址为：http://www.jetbrains.com/pycharm/download/index.html。 PyCharm 同时提供了较为完善的调试功能，支持多线程，远程调试等，可以支持断点设置，单步模式，表达式求值，变量查看等一系列功能。PyCharm IDE 的调试窗口布局如图 1 所示。
图 1. PyCharm IDE 窗口布局

下面结合实例讲述如何利用 PyCharm 进行多线程调试。具体调试所用的代码实例见清单 10。
清单 10. PyCharm 调试代码实例