开发5分钟，调试2小时 - 该如何debug？

骑猪看日落 2022-05-10 04:54 107阅读 0赞

几年来我在答疑群、论坛、公众号、知乎回答的各种问题，没有一万也有八千。其中有三分之二以上都是在帮人看报错，帮人 **debug（调试代码）**。

可以说，**会不会 debug，有没有 debug 的意识，懂不懂 debug 的技巧，是有没有入门编程的重要标志**。然而绝大多数的编程书籍和课程都不会强调这点。教的人和学的人都只关注明面上的知识点，却往往忽略了学习的本质在于“授之以渔”。

在我们的**码上行动基础课程**里，《**如何 debug**》是必须掌握的一个章节。后来发现不少有基础的同学直接参与**爬虫课程**，但同样缺失 debug 的基本功，于是我又把 debug 作为前序章节加入到爬虫课程里。

为什么很多初学者会觉得编程论坛里的人都不大友好？我经常对提问者说：你这个问题我无法回答，因为你**缺少最基本的调试信息**。而如果你把调试信息提供到位了，基本也就不需要我回答了。归根结底，是从来没有人告诉过初学者，**你得先调试**。大部分人都是碰了很多次壁最后终于明白，啊多么痛的领悟！

今天我就从 debug 课程里挑选最关键的几点讲一下。不要光 mark，现在就看一遍，**嫌长就看加粗高亮部分**。以后开发中再遇到问题，按照以下要点自查。

## **1. 选一个好的 IDE** ##

初学者一半以上的问题是**低级错误**，比如**缩进错误（空格、tab混用）、变量前后命名不一致（拼写错误）、函数调用时传递的参数不对、少引号括号、用了中文全角**等等。这些人眼很难一下发现的错误，代码编辑器可以在写代码的时候就给你提示出来。

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如图中，分别有一个函数名写错了、一个变量名拼错了，还有一个 if 前面的空格我用了 Tab 键而不是 4 个空格。Pycharm 在你写代码时就会给出高亮或者波浪线的提示，把鼠标移上去还可以看到错误的提示。否则这些错误是很难被发现的。

另外，IDE 的一个重要功能就是可以**自动补全代码**，省事而且不容易出错。

Python 自带的 IDLE 在这方面做得并不好，刚起步时可以用用，上手后尽快转。**个人推荐用 Pycharm**，即使是功能相对较少的**免费社区版本**，也足够应付开发时需求。**VSCode 也是很好的选择**。之前有过两篇介绍文章，**公众号里回复** **pycharm** **可查看**。

## **2. 学会看报错信息** ##

绝大多数问题不是直接在代码层面就出现的，而是**运行时才发生**。这时候正常都会导致**程序中断并输出报错信息**。一般从报错信息里就可以看出**报错的位置和原因**。

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很多初学者怕看报错信息，这不行。即使英语不好，也尝试着去看，套路就那么些，看几次你就大概熟悉了，但对你调试的帮助非常大。

不过有时报错显示的位置是有问题的，这种情况通常的原因都是前面某一行的括号或者引号有问题，而导致后面的代码错乱。所以**如果报错指出的位置看不出问题，试着往前看一看**。

在代码中使用 **try...except** 可以避免程序因异常中断。但在**开发时不要使用异常处理**，否则阻止了报错信息的发出，影响调试。

报错信息还有个用处就是**直接复制到搜索引擎里进行搜索**，而这方面 Google 的结果比百度要好，英文网站要比中文网站好。（怎样用 Google 这个话题不便在此公开讨论。）

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## **3. 别舍不得用 print** ##

**这一点是最重要的！**

在程序中输出并分析 log（日志）是一种很基本但却很灵活很有效的调试方式。使用 print 就是 log 的最常用方法。

log 的作用主要是：

**a. 确定程序的运行路径。**一个函数有没有被调用，一个 if 块有没有被执行，一个 while 循环执行了几次，到了哪一步中断了，都可以通过 print 出相关信息来查看。

**b. 查看变量的状态。**程序自身的报错会告诉你发生了什么错误，但你还需要找出为什么会发生错误。**通过 print 输出出错语句涉及到的相关变量的值和类型**，可以帮助分析出错原因。

**c. 找出出错位置。**往往错误的原因并不在报错的位置，所以多输出一些标记，多 print 不同位置的变量值，**查看变量在运行过程中值的变化情况**，可以观察是在哪里发生了问题。

几个通过 log 调试的经验技巧：

**a. 多输出一些辅助信息**，方便自己查看，不然一堆数据看花眼。比如我一般输出时会标注上**变量名，再输出变量类型，以及变量的值**。比如：

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**b. 在出错行之前输出**。报错行涉及的一些变量，他们的数值和类型，全都输出出来，看看和预期是否一致。

**c. 一行做一件事**。如果你出错的一行里连续调用了多个函数或运算，请分开写，分开输出。

**d. 对于字符串**，直接 print 会被转义和解码，影响对变量实际值的观察。可以用 **print(repr(text)) 或 print(\[text\])** 的方式查看。

**e. 对于编码问题，用好 type 方法和 chardet 库辅助判断**。这点之前编码相关的文章里有说明，**公众号里回复** **pycharm** **可查看**。

**f.** 为了方便记录和回溯问题日志，通常也会**将 log 输出到文件**。也有专门的 logging 模块做这事。

记住：**print 不要钱，能用多少是多少！**确保你清楚程序运行的状态细节。

## **4. 断点调试** ##

断点调试看参考之前文章 [如何在 Python 中使用断点调试][Python]，这里不再复述。

前面这些基本是操作层面的具体 debug 方法，下面我再来谈点 **debug 的思想和原则**：

## **1. 缩小出错的范围** ##

软件开发中有一个“单元测试”的概念：如果你写了一个函数，应该先运行下这个函数是不是正常，各种参数下会不会出现错误。这样可以**把问题控制在较小的范围内**解决。

## **2. 控制变量法 二分查找法** ##

比如做爬虫没有抓到正确数据，那么到底是 (1)请求来的数值不对，还是 (2)文本处理方法不对？如果你认为是文本处理方法没有问题，就手动给定一个正确格式的字符串文本，应该可以得到正确的结果。这就相当于**控制了因素(2)，只改变因素(1)，根据执行结果就可以确认或排除问题的所在**。

二分查找法是一个定位问题的技巧。如果你的代码里有问题，那么问题要么在前半段，要么在后半段。你先把后半段代码去掉执行，看看程序是否还报错，就知道错误在哪部分。依次类推，**不断折半，直到找到引发报错的代码**。

## **3. 先重现，再解决，最后验证** ##

有的错误不是每次出现。这时候最好别急着去改代码，而是**想办法可以稳定重现问题**。当你能顺利重现问题的时候，通常离分析解决它也不远了。解决了之后，**再按照之前重现的方式验证修改**是否确实有效。

## **4. 想清楚再动手** ##

不论是开发代码，还是调试 debug，在做一个动作前要清楚自己的目的是什么，而不是盲目地进行改动。**不要猜！**我经常会看见一些新手遇到问题之后，反复执行代码，或者不断调整参数，妄想某次执行程序就能神奇地通过了。这是一个很不好的态度，请避免。**要恪守逻辑**，知道现在要解决的问题是什么，需要得到那些信息，可能的假设是什么，如何通过修改代码去验证你的判断，这样才是合理的 debug 方式。

以上就是一些 debug 的基本思想和技巧。这里仅仅是概要精华，操作起来远不止这么多，同时还需要实际的练习才能掌握。我能做的就是给你的编程技能树下埋一颗种子，能不能生根发芽，就看各位自己的浇灌了。（我相信，即使我这里都说过了，还是会有很多人依旧犯上述提及的错误 ╮(╯\_╰)╭ 随缘吧，师傅领进门，修行在个人……）

想要深入了解更多编程的思想和技巧，欢迎来我们的**码上行动**或**知识星球**。

下课！

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