Отладка Python кода: Использование step-through метода

Быстрый ответ

Для отыскания ошибок в сложных фрагментах кода Python используйте встроенный отладчик pdb. В местах кода, которые вызывают вопросы, разместите pdb.set_trace() — это позволит проводить интерактивный сеанс отладки. С помощью команды n (следующая команда), s (шаг внутрь функции), p (вывод значения переменной) и c (продолжить выполнение) вы сможете найти источник проблем. Ознакомьтесь с примером использования pdb ниже:

def buggy_function(x):
    # Запускаем отладку
    import pdb; pdb.set_trace()
    # Вычисление "x + y" — здесь подвох или, возможно, фатальная ошибка? Log pdb поможет разобраться.
    return x + y # Упс, похоже, мы забыли обеспечить наличие переменной "y"

buggy_function(10) # Всем любителям расследований: начинаем наше численное исследование!

Ознакомление с различными инструментами отладки

Интегрированные среды разработки (IDE), такие как PyCharm, VS Code и Thonny, представляют более продвинутые отладчики с графическим интерфейсом. Они предлагают функции отслеживания изменений в переменных, вычисления выражений и множество других полезных инструментов.

Если вы предпочитаете работу в командной строке, в вашем распоряжении есть не только стандартный отладчик pdb. Вы можете установить его расширенный аналог, ipdb, который предлагает такие функции, как подсветка синтаксиса, детальная трассировка, автодополнение, а также интеграцию с функциями IPython.

Полезные советы по отладке

Отладка в специфических условиях

Если вам нужно отлаживать код, запущенный на удалённом сервере или в Docker-контейнере, попробуйте инструменты для удалённой отладки, такие как PyCharm Professional или debugpy/ptvsd для VS Code.

Постмортемная отладка

Когда программа сначала падает с ошибкой и всё кажется утраченным, попробуйте использовать функцию pdb.post_mortem(). Она позволит вам проанализировать состояние программы на момент crash-а.

Усовершенствованные breakpoints в Python 3.7+

Если вы используете Python 3.7 или более новые версии, вызов отладчика можно сделать быстро с помощью функции breakpoint(). Поведение этой функции можно настроить через 'sys.breakpointhook' или переменную окружения PYTHONBREAKPOINT.

Особенности отладки асинхронного кода

Отладка асинхронного кода, написанного с использованием async/await, требует особого подхода. Здесь пригодятся специальные функции отладки, встроенные в IDE, или команда a в отладчике pdb.

Визуализация

Представьте процесс отладки, как бы, как путешествие на метро:

Ваш код — это маршрут метро: 🚇

Каждая точка остановки — это станция: 🚉 -> 🚉 -> 🚉

- Отладочный "поезд" делает остановки на каждой "станции", что позволяет проанализировать работу различных частей кода.
- Переменные — это пассажиры: кто-то входит в поезд, кто-то выходит.
- Функциональные вызовы — это билеты, которые направляют вас по разным участкам кода.
- Поток выполнения — это то, что делает путешествие интересным, ведь он меняется на каждом новом этапе.

Углубитесь в изучение кода, "останавливайтесь" на каждой "станции" и наблюдайте за "жизнью" программы.

Справление со сложными инструментами отладки

Возможности breakpoints

Breakpoints — это не просто места для "паузы", это мощный инструмент для логирования, а также для проверки условий в режиме реального времени.

Отладка рекурсии

Если вы столкнулись со сложностями в работе с рекурсивными функциями, используйте команду l (показать код), u (перейти на уровень вверх) и d (перейти на уровень вниз), чтобы навигировать по уровням рекурсивных вызовов в pdb.

Выражения для мониторинга

Графические отладчики могут автоматизировать отображение изменений в значениях переменных или выражений без необходимости постоянного использования команд вывода.

Обработка исключений

При возникновении исключений важно уметь их обрабатывать. Команда w (показать стек вызовов) в pdb поможет вам изучить и углубиться в причины возникновения исключительных ситуаций.

Полезные материалы