Python 调试工具 pudb 的使用指南
最近在调试python程序，对于这种动态语言，我之前的方法大多都是打tag，真是痛苦的要死。话说回来，debug是为了什么？debug可以看成是对我们的猜测的一种验证。如果我们能通过工具将需要的信息（变量、堆栈）都显示出来，调试就很有效率。下面就介绍一个python调试工具：pudb。
本文部分内容参考自Professor Norm Matloff的文章，我特此发了邮件给他征得了翻译的权限。
Professor Norm Matloff, that is very nice of you, and thanks.
pudb是全屏的基于控制台的可视化调试器。如果你还记得Turbo C的话，看到这个你应该会感到亲切的。Homepage
先概要看一下pudb的特性：
- 源码语法高亮，栈、断点、变量可见并且一直动态更新。变量展示还有很多可以定制化的功能。
- 基于键盘，简单高效。为什么说高效呢？因为它支持VI的鼠标移动。还支持PDB的某些命令
- 支持查找源代码，可以使用m代用module browser查看载入的模块
- 断点设置：鼠标移到某行代码，按b，然后可以在断点窗口编辑断点
- PuDB看重异常处理，post-mortem模式使折回到crash的最后一步更简单
安装
| 123 | pip install pudboreasy_install pudb |
使用
为了支持pudb，需要在代码中插入
| 123 | from pudb import set_trace; set_trace()orimport pudb; pu.db |
然后通过下面命令启动pudb
| 1 | pudb my–script.py |
step by step
我们以下面这段二分程序binsearch.py为例子
| 123456789101112131415161718192021 | import pudb; pu.db def findinspt(x, xnew): n = len(x) lo = 0 hi = n–1 while True: mid = (lo + hi) / 2 if xnew > x[mid]: lo = mid + 1 else: hi = mid if xnew == x[mid]: return mid if __name__ == \”__main__\”: y = [5,12,13] print findinspt(y,3) print findinspt(y,8) print findinspt(y,12) print findinspt(y,30) |
运行下面命令
| 1 | pudb binsearch.py |
不出意外会得到下面的窗口，左半边是源代码，右边一次是变量窗口、程序调用栈、断点
先介绍几个简单命令，不需要记住，因为下面会多次提到
- n: next，也就是执行一步
- s: step into，进入函数内部
- c: continue
- b: break point，断点
- !: python command line
- ?: help
最重要的是记住?，需要的时候按”?”查询
我们按一下n会发现y=[5,12,13]这行代码高亮显示了，表示执行到了这行代码。
再按一下n，y=[5,12,13]这行代码就执行完了，仔细看会发现右上角的变量窗口出现了y:list，表示程序内存中有了变量y。后面的List是type。
要查看y的值，按s即可。但是如果这个时候你要是不小心按到了Enter，你会发现下面的界面。
对的，这就是有关变量的所有信息。你只需要将光标移动到你要查看的信息，比如 Show repr()，按’Enter’键，再移动向右方向键到ok上，再按Enter键，就可以查看相应的信息的。但是如果你查看了变量不存在的信息，就会出现下面的画面。
当光标停在函数上的时候可以选择n执行到下一行代码，或者s进入函数内部。正常如果有终端输出的时候，pudb会回到终端。但是我在mac上并没有回去，有待进一步验证。这个时候我们执行n的时候，如果函数有问题，会出现异常：[PROCESSING EXCEPTION – hit e to examine]。按e就会显示异常的具体信息。
下面就是进入函数进行调试了。先按q选择restart重启pudb，执行到上面异常的哪一行选择s进入函数内部。这个时候findinspet()函数内部的变量就会显示在右上角变量窗口中。按n单步调试一会，发现lo,hi都变成0了。说明出现问题了。
修改程序。
| 1234567891011121314151617181920212223 | import pudb; pu.db def findinspt(x, xnew): n = len(x) lo = 0 hi = n–1 while True: mid = (lo + hi) / 2 if xnew > x[mid]: lo = mid + 1 else: hi = mid if xnew == x[mid]: return mid if lo == hi: return lo if __name__ == \”__main__\”: y = [5,12,13] print findinspt(y,3) print findinspt(y,8) print findinspt(y,12) print findinspt(y,30) |
重新启动pudb。光标到main，按c会得到如下界面。
这时候选择restart，然后按o就可以看到输出结果了。
结果对于3，8，12都是对的，30的插入位置不对。为了让debug效率更高，下面使用断点功能。使用向下方向键，光标移动到第13行，按b即在该行设置了断点，右下角的断点显示窗口可以看到。
但是我们只想debug当xnew等于30的时候的情况。先使用向右方向键，再使用向下方向键到断点显示窗口的断点上，按Enter。下图。在condition的右侧设置条件xnew==30，点击OK保存。
使用方向键切换到左侧源码部分，先按n单步执行到main主程序，然后按c，程序就执行到了断点位置处。从右侧可以看到xnew的值为30。
这个时候就可以根据我们需要来单步调试了。对于本文的程序，会发现需要对边界条件处理一下。程序改为下面即可。
| 1234567891011121314151617181920212223242526 | import pudb; pu.db def findinspt(x, xnew): n = len(x) lo = 0 hi = n–1 while True: mid = (lo + hi) / 2 if xnew > x[mid]: lo = mid + 1 else: hi = mid if xnew == x[mid]: return mid if lo == hi: if xnew <= x[lo]: return lo else: return lo if __name__ == \”__main__\”: y = [5,12,13] print findinspt(y,3) print findinspt(y,8) print findinspt(y,12) print findinspt(y,30) |
到此，基本上涉及了Debug的一些主要情况。如果说最后的程序是一个产品，Debug就是产品出问题时候的用来解决问题的工具。使用工具的效率一定程度也决定了产品的生产效率。