豬行天下之Python基礎——1.3 Python開發IDE之PyCharm

內容簡述：

• 一、爲何要使用IDE？
• 二、PyCharm的下載安裝
• 三、PyCharm的基本使用
• 四、PyCharm程序調試
• 五、共用全局的Python解釋器

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一、爲何要使用IDE？

首先，什麼是IDE？

答：IDE（Integrated Development Environment）集成開發環境，用於提供程序開發環境的應用程序，通常包括代碼編輯器、編譯器、調試器和圖形用戶界面等工具。簡單點說就是一個開發工具包。

其實，在安裝完Python後，就能夠直接進行Python開發，有下述兩種方式：

• 終端鍵入python，便可使用python自帶的IDLE進行開發；
• 使用Sublime Text 和 Notepad++這類代碼編輯工具直接進行代碼編寫，編寫完成後保存成後綴爲`.py`的文件，接着命令行鍵入python xxx.py執行。

上面兩種方式雖然可行，可是有些不方便，好比代碼縮進問題。Python中經過代碼縮進 來表示代碼塊，代碼一多，若是某行沒有正確縮進可能致使程序報錯或結果與預期不符， 很差排查。一個好的 IDE能夠給咱們帶來很多的便利，除了自動縮進，還有智能提示補全，方便的依賴庫管理等功能，無疑能夠提升咱們寫代碼的效率。

二、PyCharm的下載安裝

「PyCharm」，由JetBrains打造的一款Python IDE，除了能夠執行py文件外，還支持語法高亮，
智能提示，代碼跳轉，依賴庫管理，方便快捷切換不一樣python版本解釋器等強大功能。 PyCharm的Community版免費，基本夠用，固然若是你願意付費的話可使用 Professional版。 打開官網地址進行下載，www.jetbrains.com/pycharm/dow…，接着選擇對應的系統，下載安裝便可。

三、PyCharm的基本使用

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① 建立項目

Welcome頁點擊「Create New Project」打開項目建立窗口

左側提供了不少的模板工程，默認建立的是Pure Python(純Python)，右側選擇工程保存的路徑和工程名就好，下面的這個irtualenv上一節說到的虛擬環境，點擊「Create」建立便可。

② 新建程序

點擊工程，右鍵，點擊「New」，而後點擊「Python File」。

在彈出的對話框中輸入程序名，點擊「OK」完成建立。

③ 編寫程序

在左側雙擊打開建立的test.py文件，在右側便可進行代碼編寫，這裏寫了一個最簡單的程序， 定義一個變量a，賦值1，而後把a打印出來!

④ 運行程序

右鍵程序，找到：Run 'test'，便可運行程序，固然你也能夠直接按快捷鍵。

運行後，底部會出現運行結果，好比這裏的打印出a的值爲1。

⑤ 錯誤定位

咱們並不能保證咱們的程序必定是正確的，有時可能會由於一些問題致使程序 運行中止，那就 須要咱們定位到錯誤位置了，好比咱們把print(a)改爲print(a/0)， 故意引起除0錯誤。執行結果以下：

F:\Project\Python\Test\venv\Scripts\python.exe F:/Project/
Traceback( most recent call last):
File "F:/Project/Python/Test/test.py",line 2, in <module>
print(a/0)
ZeroDivisionError:division by zero
複製代碼

點擊test.py便可定位到錯誤位置，爲第2行，而後進行修改便可。固然，只是這種顯而易見的錯誤可以直接定位到，更復雜的錯誤就須要經過程序調試來定位了。

四、PyCharm程序調試

通常的程序調試流程：「下斷點」，「單步調試」，「值跟蹤」

① 下斷點

當程序執行到斷點所在的代碼時，會暫停應用程序的運行，線程被掛起，而後能夠經過調試器進行跟蹤。

下斷點的方式也很簡單，點擊某行代碼的左側，會出現如圖所示的小紅點。

這個小紅點就是斷點，在PyCharm中，有着各類類型的斷點：

• 1. 行斷點

對「特定行進行調試」時用到，點擊行所在的左側邊欄便可設置。 右鍵點擊這個斷點，會彈出以下所示的設置對話框：

若是你取消了Enabled勾選，斷點就處於如圖所示的禁用狀態：

• 2. 方法斷點

把斷點下到一個「方法」名前，通常用於檢測方法的「輸入參數」與「返回值」。好比：

• 3. 變量斷點

有時咱們對程序運行過程並不關心，而只「關注某個變量的變化」，能夠在變量定義前加一個斷點。好比：

在程序運行過程當中，若是該變量的值發生改變，程序會自動停下來，並定位到變量值改變的地方，供開發者調試。

• 4.條件斷點（斷點設置Condition）

有時會有這樣的場景：把斷點打到循環體的中，咱們只關心特定循環次數下的運行狀況。 好比一個循環10次的循環體，咱們想知道循環到第8次時的運行狀況，若是你不知道條件斷點的話，你須要一直按「Run to Cursor」直到知足咱們的條件。好比下面的代碼：

使用條件斷點的話，郵件斷點，輸入以下所示的「等式條件」：

而後能夠發現，程序直接跳到i=8的時候才掛起，很是方便。

• 5.日誌斷點

調試的時候咱們能夠經過打印日誌的方式來定位異常代碼大概位置，以縮小引起問題的範圍，而後再使用斷點精肯定位問題。若是是普通的打印日誌，咱們須要等待從新構建程序，若是用「日誌斷點」就避免這個無心義的等待。使用日誌斷點很是簡單，右鍵斷點，去掉「Suspend」的勾選，會出現以下所示的彈窗，勾選「Evaluate and log」在此輸入想輸出的內容。

運行調試後，當執行到日誌斷點的時候能夠看到控制檯輸出了對應的日誌信息，並且程序正常運行，並不會掛起。

若是想查看更詳細的信息，好比斷點的位置和觸發時的堆棧信息，能夠勾選「"Breakpint hit" message」和「Stacktrace」，勾選後輸出內容會變得更詳細。

• 6. 臨時斷點

所謂的臨時斷點就是：觸發一次後就自動刪除的斷點。設置的方法有兩種：

• 1.光標移到想打點的行，點擊菜單欄「Run」->「Toggle Temporary Line Breakpoint」， 等價於快捷鍵：「Ctrl+Alt+Shift+F8」
• 2.更便捷的操做：按住Alt，鼠標點擊左側邊欄。

鼠標點擊後能夠去掉臨時斷點，若是想把臨時斷點變成普通斷點，能夠取消勾選「Remove once hit」的選項。

• 7. 異常斷點

用於監聽程序異常，一旦程序奔潰，直接定位到異常所在的確切位置。依次點擊： 「Run」->「View Breakpoints」打開斷點視圖。點擊「+」，而後選擇 「Python Exception Breakpoint」，在彈出的窗口中輸入要調試的異常：

除了設置異常斷點外，你在這裏看到項目設置的全部斷點，並進行斷點管理與配置。

② 調試工具詳解

這裏把調試工具劃分爲如圖所示的五個區域一個個講解：

A區（步進調試工具）

圖標	名稱	功能描述
	Show Exception Point	顯示執行點，定位到當前正在調試的斷點。
	Step Over	單步跳過，遇到方法直接執行完方法，進入下一步，不會進入方法內部。
	Step Into	單步進入，遇到方法且是自定義的方法，則進入方法內部，不然不會進入。
	Step Into My Code	單步進入，進入本身編寫的方法，不進入系統方法
	Force Step Into	不管是系統仍是自定義的方法都會進入
	Step Out	單步跳出，跳出當前進入的方法，返回方法調用處的下一行（也意味着方法被執行完畢）。
	Force Run to Cursor	執行到光標處，能夠看作臨時斷點，程序運行到當前光標所在行暫停
	Evaluate Expression	計算表達式，支持在調試過程當中，經過賦值或表達式方式修改任意變量的值。

注意：

上面的執行到光標處是有個前提的：中途沒有斷點，若是你想強制執行到 光標處的話，你須要「Force Run to Cursor」，你能夠經過下述兩種方式執行：

1.光標處右鍵，選中「Force Run to Cursor」

2.使用快捷鍵：「Ctrl + Alt + F9」。

B區（控制調試工具）

圖標	名稱	功能描述
	繼續程序運行	程序運行到某個斷點暫停，若是有下一個斷點，點擊後跳到這個斷點，沒有的話，程序則繼續運行。
	暫停程序運行	暫停程序運行
	終止程序運行	終止程序運行
	查看斷點	能夠查看全部的斷點，管理與斷點配置
	禁用全部斷點	切換全部斷點的狀態（啓用/禁用），禁用後，程序就不會觸發斷點。
	恢復佈局	恢復到原始佈局
	設置	調試的相關配置，好比是否顯示執行方法後的返回值
	固定或取消標籤	固定或取消標籤

C區（幀調試窗口）

這裏的幀指的是：堆棧幀，一種用於「存儲數據」和「部分過程結果」的數據結構；
每次調用方法在堆棧中都會佔用一部份內存，單位是幀，隨着方法調用而建立。
每一個堆棧幀中包括了：「傳入參數」、「返回地址」、「局部變量」以及「對程序調試提供支持的信息」。一個線程包括多個堆棧幀。

D區（變量區）

在這個區域能夠看到堆棧幀中當前全部的數據（方法參數、本地變量、實例變量）。 右鍵某個變量，能夠進行「設置\複製變量值」，「跳轉到變量在代碼中的位置」等操做。 一個經常使用的操做：選擇「Add to Watches」，單獨監視這個變量的變化。

E區（監視窗口）

除了前面這種右鍵添加監視的方法外，你還能夠直接在E區點擊「+」進行添加。

不止監控變量，還支持監控表達式，好比上面的a+1，關於PyChram的調試基本知識點就這些，
更多的還須要讀者自行到實戰中鞏固。

五、共用全局的Python解釋器

PyCharm默認啓用虛擬環境，每次建立項目，依賴到的模塊都須要pip裝一遍，有些繁瑣。
其實可讓當前項目和全局的Python解釋器共用。在建立項目的時候勾選：「inherit global stie-packages」便可，如圖所示：

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