使用pdb模块调试Python
在Python中，我们需要debug时，有三种方式：
- 加log语句。最简单的方式是添加print()语句来输出我们想要获知的状态或者变量，好处是简单容易操作，坏处是debug完了之后，还需要将print语句注释掉；进阶的方法是使用logging模块写log语句，这样做的好处是：能把log语句分级，并且能够根据参数决定输出什么样层级的log，用这种方法可以让我们不用注释掉log语句。
- 使用IDE(Intergrated Development Environment, 集成开发环境)，比如Pycharm，这类的IDE可以像visual studio一样帮助我们debug。
- 使用pdb这个python自带的模块来帮助我们debug。
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。
import pdb a = 1 pdb.set_trace() b = 2 a = a + b
print(a)
这段是最简单的pdb模块调试示例代码。pdb.set_trace()这里就是一个断点，程序运行之后，会停留在pdb.set_trace()这里。此时输入n再按回车键，可以执行下一行语句。后面直接按回车键，可继续执行一行。其他参数作用也是如此，以此类推。
清单 2. 利用 pdb 调试
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[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
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[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
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[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
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[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
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[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
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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
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[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
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[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。
pdb命令清单：
1）进入命令行Debug模式，python -m pdb xxx.py
2）h：（help）帮助
3）w：（where）打印当前执行堆栈
4）d：（down）执行跳转到在当前堆栈的深一层（个人没觉得有什么用处）
5）u：（up）执行跳转到当前堆栈的上一层
6）b：（break）添加断点
b 列出当前所有断点，和断点执行到统计次数
b line_no：当前脚本的line_no行添加断点
b filename:line_no：脚本filename的line_no行添加断点
b function：在函数function的第一条可执行语句处添加断点
7）tbreak：（temporary break）临时断点
在第一次执行到这个断点之后，就自动删除这个断点，用法和b一样
8）cl：（clear）清除断点
cl 清除所有断点
cl bpnumber1 bpnumber2... 清除断点号为bpnumber1,bpnumber2...的断点
cl lineno 清除当前脚本lineno行的断点
cl filename:line_no 清除脚本filename的line_no行的断点
9）disable：停用断点，参数为bpnumber，和cl的区别是，断点依然存在，只是不启用
10）enable：激活断点，参数为bpnumber
11）s：（step）执行下一条命令
如果本句是函数调用，则s会执行到函数的第一句
12）n：（next）执行下一条语句
如果本句是函数调用，则执行函数，接着执行当前执行语句的下一条。
13）r：（return）执行当前运行函数到结束
14）c：（continue）继续执行，直到遇到下一条断点
15）l：（list）列出源码
l 列出当前执行语句周围11条代码
l first 列出first行周围11条代码
l first second 列出first--second范围的代码，如果second<first，second将被解析为行数
16）a：（args）列出当前执行函数的函数
17）p expression：（print）输出expression的值
18）pp expression：好看一点的p expression
19）run：重新启动debug，相当于restart
20）q：（quit）退出debug
21）j lineno：（jump）设置下条执行的语句函数
只能在堆栈的最底层跳转，向后重新执行，向前可直接执行到行号
22）unt：（until）执行到下一行（跳出循环），或者当前堆栈结束
23）condition bpnumber conditon，给断点设置条件，当参数condition返回True的时候bpnumber断点有效，否则bpnumber断点无效
注意：
1：直接输入Enter，会执行上一条命令；
2：输入PDB不认识的命令，PDB会把他当做Python语句在当前环境下执行；
参考链接：
1. Python 调试器之pdb https://www.cnblogs.com/xiaohai2003ly/p/8529472.html
2. Python 代码调试技巧 https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-pythondebugger/index.html
