Pythoni programmeerimise maailm

Täielik Python’i silumisjuhend: Alustest tööriistadeni

Erandite ja vigade käsitlemine
目次

1. Mis on silumine?

Silumine on protsess, mille käigus leitakse ja parandatakse programmi vead (bugid). See on oluline igale programmile, mitte ainult Pythonile. Silumisoskused parandavad programmi kvaliteeti ja usaldusväärsust ning moodustavad tõhusa arenduse aluse.

Silumise eesmärk

Silumise eesmärk on tuvastada ja parandada koodis peidetud probleemid. Lõppkokkuvõttes soovitakse, et programm töötaks täpselt ja tõhusalt.

Pythonis levinud veatüübid

Vaatame Pythonis levinud veatüüpe, nende põhjuseid ja lahendusi.

  • SyntaxError : Süntaksiviga. See tekib, kui koodi grammatika on vale, näiteks sümbolite trükiviga või puuduv koolon.
  • TypeError : Viga, mis tekib tüüpide mittevastavusest. Näiteks, kui proovida liita täisarvu ja stringi, tekib see viga.
  • NameError : Tekib, kui kutsutakse määratlemata muutujat või funktsiooni. See võib juhtuda ka kirjavigade tõttu.
  • IndexError : Tekib, kui proovite pääseda loendi või tupli indeksile, mis on väljaspool lubatud vahemikku.
  • ValueError : Tekib, kui funktsioonile või meetodile antakse sobimatu väärtus.

Nende vigade mõistmine ja nende õige käsitlemine on silumise esimene samm.

2. Silumistehnikad Pythonis

Python toetab mitmesuguseid silumismeetodeid. Allpool selgitame kõige levinumaid lähenemisviise.

Silumine print‑lausega

Lihtsaim ja mugavaim meetod on kasutada print lauseid. Saate konsoolis kuvada konkreetsete muutujate väärtusi või täitmise edenemist.

Näide

def add_numbers(a, b):
    result = a + b
    print(f"Debug: result = {result}")  # Debug print statement
    return result

add_numbers(2, 3)

Eelised ja piirangud

  • Eelised : Ei vaja seadistamist ega ettevalmistust ning seda saab koheselt igal pool kasutada.
  • Piirangud : print lausete liigne kasutamine vähendab koodi loetavust, muutes need ebasobivaks keerukate vigade korral.

pdb mooduli kasutamine

Kasutades pdb‑i, Python’i sisseehitatud silurit, saate peatada koodi täitmise ja uurida täitmisvoogu üksikasjalikult.

Põhiline kasutamine

  1. Katkestuspunkti seadmine : Kasutage pdb.set_trace(), et seadistada katkestuspunkt soovitud reale.
  2. Käivita : Kui skripti käivitate, peatub see seatud katkestuspunktis.
  3. Sisestage käsud : Kasutage järgmisi käske, et jätkata silumist.

Olulised käsud

  • n : Liigu järgmisele reale (step over)
  • s : Sisenemine funktsiooni (step in)
  • c : Jätka kuni järgmise katkestuspunkti või programmi lõpuni
  • p <muutuja nimi> : Kuvab muutuja väärtuse
import pdb

def calculate_total(a, b):
    pdb.set_trace()  # Pause here
    result = a + b
    return result

calculate_total(5, 3)

Silumine IDE‑ga

Integreeritud arenduskeskkonnad (IDE‑d) Pythonile pakuvad veelgi mugavamaid silumisfunktsioone. Eriti populaarne on Visual Studio Code ja PyCharm Pythoni arendajate seas.

Silumisfunktsioonid Visual Studio Code’is

  1. Katkestuspunkti seadmine : Klõpsake soovitud reale, et seada katkestuspunkt.
  2. Silumise käivitamine : Valige Run → Start Debugging.
  3. Muutujate uurimine : Saate vaadata muutujate väärtusi programmi käivitamise ajal.

Silumisfunktsioonid PyCharm’is

  1. Katkestuspunkti seadmine : Seadke katkestuspunkt soovitud reale.
  2. Käivita silumisrežiimis : Klõpsake ülemises paremas nas nuppu Debug.
  3. Reaalajas jälgimine : Saate jälgida muutujate väärtusi ja objektide olekut reaalajas.
侍エンジニア塾

3. Nõuanded tõhusaks silumiseks

Tutvustame näpunäiteid ja meetodeid, mis muudavad silumise tõhusamaks.

Kuidas lugeda ja kasutada veateateid

Python’i veateated näitavad vea tüüpi ja asukohta, kus see tekkis. Sõnumi hoolikas tõlgendamine viib kiirema probleemide lahenduseni.

Kasuta logimist

Logimine on sobivam silumisviis kui print laused. logging mooduli kasutamine võimaldab salvestada sündmusi ja vigu, mis tekivad koodi täitmise käigus.

import logging

logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)

def divide(a, b):
    logging.debug(f"Divide function called with a = {a}, b = {b}")
    if b == 0:
        logging.error("Division by zero!")
        return None
    return a / b

divide(10, 0)

Logimine on kasulik mitte ainult arenduse ajal, vaid ka tootmises probleemide jälgimiseks.

Ühikutestide tutvustus

Ühikutestid aitavad vältida vigu, mis võivad tekkida koodimuutuste tõttu. Allpool on näide unittest mooduli kasutamisest.

import unittest

def add_numbers(a, b):
    return a + b

class TestAddNumbers(unittest.TestCase):
    def test_add_positive(self):
        self.assertEqual(add_numbers(2, 3), 5)

    def test_add_negative(self):
        self.assertEqual(add_numbers(-2, -3), -5)

if __name__ == '__main__':
    unittest.main()

Vea reprodutseerimise sammude dokumenteerimine

Kui suudad vea reprodutseerida, muutub selle põhjuse kindlakstegemine lihtsamaks. Mida reprodutseeritavam see on, seda kiiremini suudad põhjuse tuvastada ja seda lihtsamini leiad sarnaseid vigu.

4. Silumisvahendite tutvustus

Siin tutvustame Pythonile kasulikke silumisvahendeid.

pdb moodul

pdb on standardne silur. See võimaldab murdepunktide seadistamist funktsiooniga set_trace().

Visual Studio Code

See on tasuta IDE, millel on rikkalikud Python’i silumisfunktsioonid. Kuna seda saab kasutada graafilise kasutajaliidese kaudu, saavad ka algajad siluda.

Funktsioonid

  • Murdepunktide seadistamine
  • Reaalajas muutujate jälgimine
  • Samm-sammuline täitmine

PyCharm

Pythonile suunatud IDE, millel on põhjalikud silumisfunktsioonid. Ideaalne suurte projektide ja meeskonnatöö jaoks.

Funktsioonid

  • Võimsad silumisvalikud
  • Reaalajas muutujate jälgimine
  • Detailne toimimine murdepunktidega

Logimise (logging) moodul

logging suudab salvestada üksikasjalikke täitmislõike ja on eriti kasulik vealogide registreerimiseks. Seda saab kasutada ka probleemide jälgimiseks arenduse ja kasutamise ajal.

5. Silumise parimad tavad

Siin on parimad tavad, mis lihtsustavad silumist ja parandavad koodi kvaliteeti.

Koodi loetavuse parandamine

Selgete muutujate ja funktsioonide nimede kasutamine muudab koodi loetavamaks ja silumise lihtsamaks.

Versioonihalduse kasutamine

Kasuta tööriistu nagu Git, et hallata koodi ajalugu ja lihtsustada vigade põhjuste jälgimist.

Testimise suunatud arenduse (TDD) praktiseerimine

Testide kirjutamine esimesena vähendab vigade esinemist ja vähendab silumisvajadust.

Koodikontrollide läbiviimine

Koos teiste arendajatega läbiviidud ülevaated aitavad leida varjatud vigu ja parandada disaini.

Vea jälgimise tööriistade kasutamine

Tööriistad nagu Jira või GitHub Issues võimaldavad hallata vigu, vältida nende kordumist ja jälgida paranduste olekut.

6. Kokkuvõte

Python’i silumine ei seisne ainult vigade parandamises; see aitab kaasa kogu programmi kvaliteedi parandamisele. Kasuta selles artiklis tutvustatud meetodeid ja parimaid tavasid tõhusaks silumiseks. Sobivate silumisvahendite ja -tehnikate kasutuselevõtt muudab arendustöö tõhusamaks ning vead avastatakse ja parandatakse kiiresti.
Silumisoskuste parandamine suurendab ka programmi usaldusväärsust ja on samm pikaajalise projekti edu suunas.