開發5分鐘，調試2小時 - 該如何debug？

幾年來我在答疑羣、論壇、公衆號、知乎回答的各類問題，沒有一萬也有八千。其中有三分之二以上都是在幫人看報錯，幫人 debug（調試代碼）。

能夠說，會不會 debug，有沒有 debug 的意識，懂不懂 debug 的技巧，是有沒有入門編程的重要標誌。然而絕大多數的編程書籍和課程都不會強調這點。教的人和學的人都只關注明面上的知識點，卻每每忽略了學習的本質在於「授之以漁」。

在咱們的碼上行動基礎課程裏，《如何 debug》是必須掌握的一個章節。後來發現很多有基礎的同窗直接參與爬蟲課程，但一樣缺失 debug 的基本功，因而我又把 debug 做爲前序章節加入到爬蟲課程裏。

爲何不少初學者會以爲編程論壇裏的人都不大友好？我常常對提問者說：你這個問題我沒法回答，由於你缺乏最基本的調試信息。而若是你把調試信息提供到位了，基本也就不須要我回答了。歸根結底，是歷來沒有人告訴過初學者，你得先調試。大部分人都是碰了不少次壁最後終於明白，啊多麼痛的領悟！

今天我就從 debug 課程裏挑選最關鍵的幾點講一下。不要光 mark，如今就看一遍，嫌長就看加粗高亮部分。之後開發中再遇到問題，按照如下要點自查。

1. 選一個好的 IDE

初學者一半以上的問題是低級錯誤，好比縮進錯誤（空格、tab混用）、變量先後命名不一致（拼寫錯誤）、函數調用時傳遞的參數不對、少引號括號、用了中文全角等等。這些人眼很難一下發現的錯誤，代碼編輯器能夠在寫代碼的時候就給你提示出來。

如圖中，分別有一個函數名寫錯了、一個變量名拼錯了，還有一個 if 前面的空格我用了 Tab 鍵而不是 4 個空格。Pycharm 在你寫代碼時就會給出高亮或者波浪線的提示，把鼠標移上去還能夠看到錯誤的提示。不然這些錯誤是很難被發現的。

另外，IDE 的一個重要功能就是能夠自動補全代碼，省事並且不容易出錯。

Python 自帶的 IDLE 在這方面作得並很差，剛起步時能夠用用，上手後儘快轉。我的推薦用 Pycharm，即便是功能相對較少的免費社區版本，也足夠應付開發時需求。VSCode 也是很好的選擇。以前有過兩篇介紹文章，公衆號裏回覆 pycharm 可查看。

2. 學會看報錯信息

絕大多數問題不是直接在代碼層面就出現的，而是運行時才發生。這時候正常都會致使程序中斷並輸出報錯信息。通常從報錯信息裏就能夠看出報錯的位置和緣由。

不少初學者怕看報錯信息，這不行。即便英語很差，也嘗試着去看，套路就那麼些，看幾回你就大概熟悉了，但對你調試的幫助很是大。

不過有時報錯顯示的位置是有問題的，這種狀況一般的緣由都是前面某一行的括號或者引號有問題，而致使後面的代碼錯亂。因此若是報錯指出的位置看不出問題，試着往前看一看。

在代碼中使用 try...except 能夠避免程序因異常中斷。但在開發時不要使用異常處理，不然阻止了報錯信息的發出，影響調試。

報錯信息還有個用處就是直接複製到搜索引擎裏進行搜索，而這方面 Google 的結果比百度要好，英文網站要比中文網站好。（怎樣用 Google 這個話題不便在此公開討論。）

3. 別捨不得用 print

這一點是最重要的！

在程序中輸出並分析 log（日誌）是一種很基本但卻很靈活頗有效的調試方式。使用 print 就是 log 的最經常使用方法。

log 的做用主要是：

a. 肯定程序的運行路徑。一個函數有沒有被調用，一個 if 塊有沒有被執行，一個 while 循環執行了幾回，到了哪一步中斷了，均可以經過 print 出相關信息來查看。

b. 查看變量的狀態。程序自身的報錯會告訴你發生了什麼錯誤，但你還須要找出爲何會發生錯誤。經過 print 輸出出錯語句涉及到的相關變量的值和類型，能夠幫助分析出錯緣由。

c. 找出出錯位置。每每錯誤的緣由並不在報錯的位置，因此多輸出一些標記，多 print 不一樣位置的變量值，查看變量在運行過程當中值的變化狀況，能夠觀察是在哪裏發生了問題。

幾個經過 log 調試的經驗技巧：

a. 多輸出一些輔助信息，方便本身查看，否則一堆數據看花眼。好比我通常輸出時會標註上變量名，再輸出變量類型，以及變量的值。好比：

b. 在出錯行以前輸出。報錯行涉及的一些變量，他們的數值和類型，全都輸出出來，看看和預期是否一致。

c. 一行作一件事。若是你出錯的一行裏連續調用了多個函數或運算，請分開寫，分開輸出。

d. 對於字符串，直接 print 會被轉義和解碼，影響對變量實際值的觀察。能夠用 print(repr(text)) 或 print([text]) 的方式查看。

e. 對於編碼問題，用好 type 方法和 chardet 庫輔助判斷。這點以前編碼相關的文章裏有說明，公衆號裏回覆 pycharm 可查看。

f. 爲了方便記錄和回溯問題日誌，一般也會將 log 輸出到文件。也有專門的 logging 模塊作這事。

記住：print 不要錢，能用多少是多少！確保你清楚程序運行的狀態細節。

4. 斷點調試

斷點調試看參考以前文章 如何在 Python 中使用斷點調試，這裏再也不復述。

前面這些基本是操做層面的具體 debug 方法，下面我再來談點 debug 的思想和原則：

1. 縮小出錯的範圍

軟件開發中有一個「單元測試」的概念：若是你寫了一個函數，應該先運行下這個函數是否是正常，各類參數下會不會出現錯誤。這樣能夠把問題控制在較小的範圍內解決。

2. 控制變量法 + 二分查找法

好比作爬蟲沒有抓到正確數據，那麼究竟是 (1)請求來的數值不對，仍是 (2)文本處理方法不對？若是你認爲是文本處理方法沒有問題，就手動給定一個正確格式的字符串文本，應該能夠獲得正確的結果。這就至關於控制了因素(2)，只改變因素(1)，根據執行結果就能夠確認或排除問題的所在。

二分查找法是一個定位問題的技巧。若是你的代碼裏有問題，那麼問題要麼在前半段，要麼在後半段。你先把後半段代碼去掉執行，看看程序是否還報錯，就知道錯誤在哪部分。依次類推，不斷折半，直到找到引起報錯的代碼。

3. 先重現，再解決，最後驗證

有的錯誤不是每次出現。這時候最好別急着去改代碼，而是想辦法能夠穩定重現問題。當你能順利重現問題的時候，一般離分析解決它也不遠了。解決了以後，再按照以前重現的方式驗證修改是否確實有效。

4. 想清楚再動手

不管是開發代碼，仍是調試 debug，在作一個動做前要清楚本身的目的是什麼，而不是盲目地進行改動。不要猜！我常常會看見一些新手遇到問題以後，反覆執行代碼，或者不斷調整參數，妄想某次執行程序就能神奇地經過了。這是一個很很差的態度，請避免。要恪守邏輯，知道如今要解決的問題是什麼，須要獲得那些信息，可能的假設是什麼，如何經過修改代碼去驗證你的判斷，這樣纔是合理的 debug 方式。

以上就是一些 debug 的基本思想和技巧。這裏僅僅是概要精華，操做起來遠不止這麼多，同時還須要實際的練習才能掌握。我能作的就是給你的編程技能樹下埋一顆種子，能不能生根發芽，就看各位本身的澆灌了。（我相信，即便我這裏都說過了，仍是會有不少人依舊犯上述說起的錯誤 ╮(╯_╰)╭ 隨緣吧，師傅領進門，修行在我的……）

想要深刻了解更多編程的思想和技巧，歡迎來咱們的碼上行動或知識星球。

下課！

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