调试 Python 程序实例

前面几小节介绍了调试 Python 程序如何调置断点、如何启动一个调试器，以及查看变量值等功能。本节将以完整的例子调试一些代码，串讲一下调试过程中经常用到的主要功能。

1. 准备一个例子

下面例子是通过并发的方式从有道的网站获取多个英语单词的解释， 将以下代码复制到项目中的文件中, 比如创建一个文件 debug_demo.py

import requests
import re
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
import time


def download_html(word):
	time.sleep(5)
    output = []
    headers = {
               'User-Agent': 'Mozilla / 5.0(Windows NT 10.0;Win64;x64) AppleWebKit / 537.36(KHTML, likeGecko) '
                             'Chrome / 72.0.3626.121Safari / 537.36'
                 }
    url = 'http://dict.youdao.com/w/eng/{}/'.format(word)
    try:
        r = requests.get(url, headers=headers)
        if r.status_code == 200:
            pattern = re.compile(' <span class="keyword">(.*?)</span>.*?<span class="pronounce">(.*?)n.'
                                 '*?<span class="phonetic">(.*?)</span>.*?<span class="pronounce">(.*?)n.*?'
                                 '<span class="phonetic">(.*?)</span>.*?<div class="trans-container">.*?<ul>.*?'
                                 '<li>(.*?)</li>.*?<li>(.*?)</li>', re.S)
            word = re.findall(pattern, r.text)
            print(word)
            output.append(word)
    except Exception as e:
        pass

    return output


if __name__ == '__main__':
    text = input("请输入要查询的单词，中间用逗号隔开：")
    start = time.time()
    words = text.split(',')
    pool = ThreadPoolExecutor(4)
    threads = [pool.submit(download_html, word) for word in words]
    for i in threads:
        print(i.result)
    end = time.time()
    print(end - start)

2. 设置断点

在调试之前通常需要设置断点，断点可以设置在循环或者条件判断的表达式处或者程序的关键点。最为直接的方法是双击代码编辑处左侧边缘，可以看到出现红色的小圆点。

3. 启动调试器

PyCharm 允许以多种方式启动调试器会话。我们选择在编辑器点击右键, 在上下文菜单选择 Debug ‘debug_demo’。

调试器启动，显示 Debug 工具窗口的 Consoel 选项卡，要求输入想查询的单词：

按要求输入单词后回车，然后调试器在第一个断点挂起程序，尚未执行带断点的行变为蓝色：

4. 单步调试

如果使用步进工具栏按钮 Step over，将移动到下一行。如果单击 Step into 按钮，您将看到在行 ThreadPoolExecutor(3) 进入文件 thread.py, 在 thread.py 中可继续单击 Step over 进入下一步，然后单击 Step out 回到主程序。除此以外，可以点击 Debug 工具栏上的 Rusume Program (F9), 会直接移到下一个断点。

Tips： 如果要专注于自己的代码，请使用 Step into my code 单步执行 按钮, 可避免进入系统库类。

5. 查看变量

可以在 Debug 工具栏中的 Variable 查看变量，如果要动态的监测某个变量可以把变量加到 Watches 栏中。当调试进行到该变量所在的语句时，在该窗口中可以直接看到该变量的具体值。

在 Watches 选项卡中点击 + 按钮，然后键入要监测的变量的名称，代码自动补全是可用的。

Tips：如果 Watches 选项卡没显示，只需单击 Variable 选项卡工具栏上的 Show watches in varaibles tab。

可能会看到一个错误，这意味着变量尚未定义：
‘’

但是，当程序执行继续到定义变量的范围时，就会获取到相应的值：

6. 子线程调试

上面的例子是多线程程序，使用 ThreadPoolExecutor 同时起 3 个线程， submit() 提交任务到线程池不是阻塞的，而是立即返回。当主线程启动了子线程后，会在多线程窗口看到系统自动创建的线程名。

当调试进入到各个线程的子程序时，Frame 会自动切换到其所对应的 frame，相应的变量栏中也会显示与该过程对应的相关变量, 使用 setp in，step over 便可以在各自的子线程进行调试了。

7. 计算表达式

我们随时可以计算任何表达式， 单击"Evaluate Expression…“按钮，然后在打开的对话框中输入表达式，然后单击"Evaluate”。

8. 小结

本节例子基本覆盖了 Python 调试过程中涉及的一些主要功能，更多细节还需要在不断实践中逐渐加深体会与理解，最终可以高效的调试代码与解决遇到的问题。