Отладка и отладка программного обеспечения
Отладка — это процесс поиска и удаления ошибок из программное обеспечение† Ошибки возникают в программах, когда строка кода или инструкция конфликтует с другими элементами кода. Мы также называем ошибки или дефекты в аппаратных ошибках. Суть в том, что программа не работает должным образом из-за ошибки.
Программирование — сложный процесс. Поскольку это работа человека, часто могут возникать ошибки. Причиной ошибки часто является конфликт в программном обеспечении, когда мы пытаемся заставить разные приложения работать вместе.
Ошибки программирования
Ошибки программирования являются наиболее распространенной ошибкой, и процесс их поиска и исправления называется отладкой.. В программе может быть три типа ошибок: синтаксические ошибки, ошибки времени выполнения и семантические ошибки. Полезно сделать это различие, чтобы мы могли быстрее находить ошибки.
История отладки
Легенда гласит, что первая компьютерная ошибка была настоящей ошибкой. В 1945 году в Гарварде моль между двумя электрическими реле релейного калькулятора Mark II Aiken отключила всю машину. |
Отладка это работа программиста
Отладка одна девелоперская деятельность и эффективная отладка очень важна для повышения качества системы. Отладка не гарантирует, что приложение полностью соответствует его требованиям. Вот почему мы нуждаемся в всегда тестировать программное обеспечение после исправления ошибки.
Для программиста отладка более сложна для сложных систем, особенно если разные подсистемы тесно связаны, потому что изменения в одном приложении или интерфейсе в другой системе могут вызвать ошибки, которые трудно отследить. Иногда для отладки программы требуется больше времени, чем для написания кода.
Отладка и тестирование принадлежат друг другу
В процессе разработки программного обеспечения программные модули проходят множество строгих испытаний. Различные типы тестов должны выявить проблемы и ошибки, прежде чем программное обеспечение будет запущено в производство. Есть модульные тесты, системные тесты, интеграционное тестирование, тестирование производительности, приемочные испытания и так далее. Во время этих тестов мы всегда находим ошибки и баги. Программный код содержит потенциальные ошибки, которые могут привести к неожиданному поведению приложения или даже к сбою. Эти ошибки возвращаются программисту, который затем регулярно удаляет их посредством отладки.
В процессе отладки (т. Е. Тестирования) полные программы регулярно кодируются и выполняются специально для диагностики проблем. Большие приложения, содержащие миллионы строк программного кода, делятся на небольшие части. Эффективно сначала тестировать и отлаживать каждую часть по отдельности, а затем приложение в целом.
Процесс отладки
Чтобы отладить программу, программист должен начать с обнаруженной ошибки. Затем он должен изолировать исходный код с ошибкой и исправить ошибку. Программист должен знать, как исправить ошибку. Это требует знания анализа и устранения проблем. Когда ошибка устранена, программное обеспечение готово к использованию.
Это процесс отладки:
- Воспроизведите ситуацию ошибки.
- Опишите ошибку. Постарайтесь получить как можно больше информации от пользователя, чтобы определить точную причину.
- Запишите состояние программы при появлении ошибки. Постарайтесь получить все значения переменных и состояния программы в это время.
- Проанализируйте статус на основе переменных и действий в данный момент. Исходя из этого, ищите причину ошибки.
- Исправьте сообщенную ошибку, но также проверьте, не была ли введена новая ошибка.
Отладчик
Если он должен отладить вручную, программист должен настроить программу. Это позволяет ему останавливать программу в определенных точках и читать переменные. С большим приложением это невозможно, к счастью, он получает помощь от отладчика.
Отладчик — это программный инструмент, который программисты используют для тестирования и поиска ошибок (ошибок) в других программах.
Отладчики также известны как программы отладки.
моделирование
Большинство отладчиков используют имитаторы набора команд. В отличие от запуска программы непосредственно на процессоре, симулятор обеспечивает более высокий уровень контроля над выполнением. Программист может использовать симулятор, чтобы остановить программу отладки или позволить ей работать в зависимости от конкретных обстоятельств. Программист может сам предопределять и устанавливать эти условия.
Программист может отслеживать выполнение программы шаг за шагом, оценивая значение переменных. Выполнение может быть остановлено в любом месте, чтобы получить значение переменных.
Когда программа дает сбой, отладчик указывает на место ошибки в программе. Помимо остановки в определенных точках, большинство отладчиков также способны выполнять программы шаг за шагом. Часто программист может тем временем изменить переменные и статусы программы, чтобы программа приняла другой оборот. Таким образом, они могут проверить, что именно произошло.
Поскольку это промежуточный уровень, использование тренажеров замедляет скорость работы программы.
Языки программирования и отладчики
Возможности отладчика могут сильно различаться от языка к языку. Обычно имеют языки программирования на основе компилятора лучший отладчик, чем языки на основе интерпретатора. Известные языки с компилятором: C, Java и Cobol. Языки, основанные на интерпретаторе: HTML, PHP и Javascript.
Некоторые языки программирования предлагают отладчик для проверки кода на наличие ошибок, возникающих во время выполнения.
Отладочный режим работы
Разработчик часто создает дополнительные возможности отладки в своих приложениях. Это часто происходит с SaaS и веб-приложениями. Затем приложению предоставляется дополнительная настройка, так называемый «режим отладки». Это может быть включено и выключено при необходимости. Если режим отладки включен, программа показывает:
- Переменные и их содержание.
- Статусы, которые применяются в то время.
- Обширные сообщения об ошибках.
- Иногда пользователь имеет больше прав для запроса или изменения данных.
- То, что программист также считает важным показать.
Отладка и безопасность
Большим преимуществом режима отладки является то, что вам не нужен отладчик, это вопрос настройки. Но есть и большая опасность в режиме отладки. Содержание отладочной информации очень интересно для хакеров. Показанные данные, такие как имена переменных и их значения, многое говорят о том, как работает приложение. Это облегчает обнаружение слабых мест, и иногда этого достаточно, чтобы войти в систему незамеченным.
Поэтому программисты не должны забывать снова выключать режим отладки после своей работы. Это может предотвратить многие проблемы.
Обсудить с нами LinkedIn.
Тест на тему: «Программное обеспечение компьютера»
Перед вами вопросы теста, правильный ответ только 1. Время на прохождение теста не ограничено, правильные ответы будут отображаться после нажатия на кнопку результатов (внизу).
Информатика10 класс 02.12.2021 0 788
Авторизуйтесь, чтобы отобразить ваше имя в таблице с результатами
Войти через Google
Войти через VK
Результаты авторизованых пользователей
Название теста | Дата | Результат | Пользователь |
---|---|---|---|
Физика / Тест с ответами: “Испарение” | 10-29-2023 06:33:13 am | 4/20 | Михаил Соколов |
Химия / Тест с ответами: “Углеводы” 9 класс | 10-29-2023 06:11:34 am | 13/20 | no name_ |
Медицина / Тест с ответами по гигиене | 10-29-2023 05:36:13 am | 12/20 | Диана Квиткина |
Русский язык / Тест с ответами “Простое осложненное предложение. Однородные члены” 11 класс | 10-29-2023 02:40:54 am | 17/20 | Тимур Умаров |
Биология / Тест с ответами “Ткани человека” 8 класс | 10-29-2023 02:23:24 am | 19/20 | Илья Козицкий |
Нужна помощь с домашней работой?
Мы — биржа профессиональных репетиторов. Мы поможем тебе сделать домашнюю работу правильно и объясним принцип решения.
#1. Укажите правильное высказывание о драйверах
A. обеспечивают диалог пользователя с компьютером на базе графического интерфейса
A. обеспечивают диалог пользователя с компьютером на базе графического интерфейса
B. специальные программы, управляющие работой подключённых к компьютеру внешних (периферийных) устройств
B. специальные программы, управляющие работой подключённых к компьютеру внешних (периферийных) устройств
C. обеспечивают реакцию на возникающие ошибки и аварийные ситуации
C. обеспечивают реакцию на возникающие ошибки и аварийные ситуации
#2. Операционная система
#3. Специальная программа, выполняющая некоторые дополнительные действия системного характера (например, управление внешними устройствами, архивирование файлов, оптимизацию дисков)
#4. Файловая система компьютера использует
A. последовательную структуру
A. последовательную структуру
B. табличную структуру
B. табличную структуру
C. иерархическую структуру
C. иерархическую структуру
#5. Устройство для временного хранения информации
A. регистры
A. регистры
B. оперативная память
B. оперативная память
C. жесткий диск
C. жесткий диск
#6. Укажите правильное высказывание о драйверах
A. не обеспечивают реакцию на возникающие ошибки и аварийные ситуации
A. не обеспечивают реакцию на возникающие ошибки и аварийные ситуации
B. обеспечивают реакцию на возникающие ошибки и аварийные ситуации
B. обеспечивают реакцию на возникающие ошибки и аварийные ситуации
C. осуществляющие сжатие программ и данных
C. осуществляющие сжатие программ и данных
#7. Одна из основных функций, выполняемые ОС современного компьютера
A. управление устройствами, входящими в состав ПК
A. управление устройствами, входящими в состав ПК
B. управление процессами, не выполняемыми на ПК
B. управление процессами, не выполняемыми на ПК
C. управление устройствами, не входящими в состав ПК
C. управление устройствами, не входящими в состав ПК
#8. Необходимо установить соответствиеПрограммное ПО общего назначения
A. операционные системы
A. операционные системы
#9. Укажите правильное высказывание о драйверах
A. с их помощью осуществляется контроль за нормальным функционированием оборудования
A. с их помощью осуществляется контроль за нормальным функционированием оборудования
B. обеспечивают диалог пользователя с компьютером на базе графического интерфейса
B. обеспечивают диалог пользователя с компьютером на базе графического интерфейса
C. осуществляющие сжатие программ и данных
C. осуществляющие сжатие программ и данных
#10. Одна из основных функций, выполняемые ОС современного компьютера
A. управление устройствами, входящими в состав ПК
A. управление устройствами, входящими в состав ПК
B. управление процессами, не выполняемыми на ПК
B. управление процессами, не выполняемыми на ПК
C. управление устройствами, не входящими в состав ПК
C. управление устройствами, не входящими в состав ПК
#11. Укажите правильное высказывание о драйверах
A. не обеспечивают реакцию на возникающие ошибки и аварийные ситуации
A. не обеспечивают реакцию на возникающие ошибки и аварийные ситуации
B. обеспечивают реакцию на возникающие ошибки и аварийные ситуации
B. обеспечивают реакцию на возникающие ошибки и аварийные ситуации
C. осуществляющие сжатие программ и данных
C. осуществляющие сжатие программ и данных
#12. К системному программному обеспечению не относится
A. антивирусные программы
A. антивирусные программы
B. операционная система
B. операционная система
C. браузеры
C. браузеры
#13. Название операционной системы
A. CorelDraw
A. CorelDraw
C. Microsoft Access
C. Microsoft Access
#14. Специальная программа, выполняющая некоторые дополнительные действия системного характера (например, управление внешними устройствами, архивирование файлов, оптимизацию дисков)
#15. Необходимо установить соответствиеСистемы программирования
A. табличные процессоры
A. табличные процессоры
B. бухгалтерские программы
B. бухгалтерские программы
б) бухгалтерские программы
б) бухгалтерские программы
#16. Для каких целей необходимо системное ПО
A. для решения задач из проблемных областей
A. для решения задач из проблемных областей
B. для управления ресурсами ЭВМ
B. для управления ресурсами ЭВМ
C. для расширения возможностей ОС
C. для расширения возможностей ОС
#17. Операционная система
A. комплекс программ, обеспечивающих согласованную работу всех аппаратных средств компьютера и выполняемых программ
A. комплекс программ, обеспечивающих согласованную работу всех аппаратных средств компьютера и выполняемых программ
Что такое контроль версий?
Контроль версий, также известный как управление исходным кодом, — это практика отслеживания изменений программного кода и управления ими. Системы контроля версий — это программные инструменты, помогающие командам разработчиков управлять изменениями в исходном коде с течением времени. В свете усложнения сред разработки они помогают командам разработчиков работать быстрее и эффективнее. Системы контроля версий наиболее полезны командам DevOps, поскольку помогают сократить время разработки и увеличить количество успешных развертываний.
Программное обеспечение контроля версий отслеживает все вносимые в код изменения в специальной базе данных. При обнаружении ошибки разработчики могут вернуться назад и выполнить сравнение с более ранними версиями кода для исправления ошибок, сводя к минимуму проблемы для всех участников команды.
Практически во всех программных проектах исходный код является сокровищем: это ценный ресурс, который необходимо беречь. Для большинства команд разработчиков программного обеспечения исходный код — это репозиторий бесценных знаний и понимания проблемной области, которые они скрупулезно собирали и совершенствовали. Контроль версий защищает исходный код от катастрофических сбоев, от случайных ухудшений, вызванных человеческим фактором, а также от непредвиденных последствий.
Разработчики программного обеспечения, работающие в командах, постоянно пишут новый исходный код и изменяют существующий. Код проекта, приложения или программного компонента обычно организован в виде структуры папок или «дерева файлов». Один разработчик в команде может работать над новой возможностью, а другой в это же время изменять код для исправления несвязанной ошибки, т. е. каждый разработчик может вносить свои изменения в несколько частей дерева файлов.
Контроль версий помогает командам решать подобные проблемы путем отслеживания каждого изменения, внесенного каждым участником, и предотвращать возникновение конфликтов при параллельной работе. Изменения, внесенные в одну часть программного обеспечения, могут быть не совместимы с изменениями, внесенными другим разработчиком, работавшим параллельно. Такая проблема должна быть обнаружена и решена согласно регламенту, не создавая препятствий для работы остальной части команды. Кроме того, во время разработки программного обеспечения любое изменение может само по себе привести к появлению новых ошибок, и новому ПО нельзя доверять до тех пор, пока оно не пройдет тестирование. Вот почему процессы тестирования и разработки идут рука об руку, пока новая версия не будет готова.
Связанные материалы
Шпаргалка по Git
СМ. РЕШЕНИЕ
Изучите Git с помощью Bitbucket Cloud
Хорошее программное обеспечение для управления версиями поддерживает предпочтительный рабочий процесс разработчика, не навязывая определенный способ работы. В идеале оно также работает на любой платформе и не принуждает разработчика использовать определенную операционную систему или цепочку инструментов. Хорошие системы управления версиями обеспечивают плавный и непрерывный процесс внесения изменений в код и не прибегают к громоздкому и неудобному механизму блокировки файлов, который дает зеленый свет одному разработчику, но при этом блокирует работу других.
Группы разработчиков программного обеспечения, не использующие какую-либо форму управления версиями, часто сталкиваются с такими проблемами, как незнание об изменениях, выполненных для пользователей, или создание в двух несвязанных частях работы изменений, которые оказываются несовместимыми и которые затем приходится скрупулезно распутывать и перерабатывать. Если вы как разработчик ранее никогда не применяли управление версиями, возможно, вы указывали версии своих файлов, добавляя суффиксы типа «финальный» или «последний», а позже появлялась новая финальная версия. Возможно, вы использовали комментирование блоков кода, когда хотели отключить определенные возможности, не удаляя их, так как опасались, что этот код может понадобиться позже. Решением всех подобных проблем является управление версиями.
Программное обеспечение для управления версиями является неотъемлемой частью повседневной профессиональной практики современной команды разработчиков программного обеспечения. Отдельные разработчики ПО, привыкшие работать в команде с эффективной системой управления версиями, обычно признают невероятную пользу управления версиями даже при работе над небольшими сольными проектами. Привыкнув к мощным преимуществам систем контроля версий, многие разработчики не представляют как работать без них даже в проектах, не связанных с разработкой ПО.
Преимущества систем контроля версий
Программное обеспечение контроля версий рекомендуется для продуктивных команд разработчиков и команд DevOps. Управление версиями помогает отдельным разработчикам работать быстрее, а командам по разработке ПО — сохранять эффективность и гибкость по мере увеличения числа разработчиков.
За последние несколько десятилетий системы контроля версий (Version Control Systems, VCS) стали гораздо более совершенными, причем некоторым это удалось лучше других. Системы VCS иногда называют инструментами SCM (управления исходным кодом) или RCS (системой управления редакциями). Один из наиболее популярных на сегодняшний день инструментов VCS называется Git. Git относится к категории распределенных систем контроля версий, известных как DVCS (эта тема будет рассмотрена подробнее чуть позже). Git, как и многие другие популярные и доступные на сегодняшний день системы VCS, распространяется бесплатно и имеет открытый исходный код. Независимо от того, какую систему контроля версий вы используете и как она называется, основные ее преимущества заключаются в следующем.
1. Полная история изменений каждого файла за длительный период. Это касается всех изменений, внесенных огромным количеством людей за долгие годы. Изменением считается создание и удаление файлов, а также редактирование их содержимого. Различные инструменты VCS отличаются тем, насколько хорошо они обрабатывают операции переименования и перемещения файлов. В историю также должны входить сведения об авторе, дата и комментарий с описанием цели каждого изменения. Наличие полной истории позволяет возвращаться к предыдущим версиям, чтобы проводить анализ основных причин возникновения ошибок и устранять проблемы в старых версиях программного обеспечения. Если над программным обеспечением ведется активная работа, то «старой версией» можно считать почти весь код этого ПО.
2. Ветвление и слияние. Эти возможности полезны не только при одновременной работе участников команды: отдельные сотрудники также могут пользоваться ими, занимаясь несколькими независимыми направлениями. Создание «веток» в инструментах VCS позволяет иметь несколько независимых друг от друга направлений разработки, а также выполнять их слияние, чтобы инженеры могли проверить, что изменения, внесенные в каждую из веток, не конфликтуют друг с другом. Многие команды разработчиков ПО создают отдельные ветки для каждой функциональной возможности, для каждого релиза либо и для того, и для другого. Имея множество различных рабочих процессов, команды могут выбирать подходящий для них способ ветвления и слияния в VCS.
3. Отслеживаемость. Возможность отслеживать каждое изменение, внесенное в программное обеспечение, и связывать его с ПО для управления проектами и отслеживания багов, например Jira, а также оставлять к каждому изменению комментарий с описанием цели и назначения изменения может помочь не только при анализе основных причин возникновения ошибок, но и при других операциях по исследованию. История с комментариями во время чтения кода помогает понять, для чего этот код нужен и почему он структурирован именно так. Благодаря этому разработчики могут вносить корректные и совместимые изменения в соответствии с долгосрочным планом разработки системы. Это особенно важно для эффективной работы с унаследованным кодом, поскольку дает специалистам возможность точнее оценить объем дальнейших задач.
Разрабатывать программное обеспечение можно и без управления версиями, но такой подход подвергает проект огромному риску, и ни одна профессиональная команда не порекомендует применять его. Таким образом, вопрос заключается не в том, использовать ли управление версиями, а в том, какую систему управления версиями выбрать.
Среди множества существующих систем управления версиями мы сосредоточимся на одной: системе Git. Подробнее о других типах программного обеспечения для контроля версий.
Отладка в IDLE — найдите и исправьте ошибки Python‑кода
Интерактивный интерпретатор Python, IDLE, довольно хорошо выявляет такие ошибки, как синтаксические ошибки и ошибки времени выполнения, но есть третий тип ошибок, с которыми вы, возможно, уже сталкивались. Логические ошибки возникают, когда действующая в остальном программа не выполняет то, что было задумано. Логические ошибки вызывают непредвиденное поведение, называемое ошибками. Удаление ошибок называется отладкой.
В этом уроке:
- Используйте окно управления отладкой
- Окно управления отладкой: обзор
- Кнопка Step
- Точки останова и кнопка перехода
- Снова и снова
- Устранение некоторых ошибок
- Делай 1. Угадайте, где находится ошибка
- Делай 2. Установите точку останова и проверьте код
- Делай 3. Определите ошибку и попытайтесь ее исправить
- Делай 4. Повторяйте шаги с 1 по 3, пока ошибка не исчезнет
- Альтернативные способы поиска ошибок
Отладчик — это инструмент, который помогает выявлять ошибки и понимать, почему они возникают. Умение находить и исправлять ошибки в коде — это навык, который вы будете использовать на протяжении всей своей карьеры программиста!
В этом уроке вы:
- Узнайте, как использовать окно управления отладкой IDLE;
- Попрактикуйтесь в отладке ошибочной функции;
- Изучите альтернативные методы отладки вашего кода.
Используйте окно управления отладкой
Основным интерфейсом отладчика IDLE является окно Debug Control, или для краткости окно Debug. Вы можете открыть окно «Debug», выбрав «Debug» → «Debugger» в главном меню интерактивного окна. Идите вперед и откройте окно отладки.
Примечание. Если в строке меню отсутствует меню «Debug», убедитесь, что интерактивное окно находится в фокусе, щелкнув его.
Каждый раз, когда открыто окно отладки, интерактивное окно отображает [DEBUG ON] рядом с приглашением, указывающим, что отладчик открыт. Теперь откройте новое окно редактора и расположите три окна на экране так, чтобы вы могли видеть их все одновременно.
В этом разделе вы узнаете, как организовано окно отладки, как по-шагово выполнять код с отладчиком по одной строке за раз и как устанавливать точки останова, чтобы ускорить процесс отладки.
Окно управления отладкой: обзор
Чтобы увидеть, как работает отладчик, вы можете начать с написания простой программы без каких-либо ошибок. Введите в окно редактора следующее:
for i in range(1, 4): j = i * 2 print(f"i is and j is ")
Сохраните файл, затем оставьте окно отладки открытым и нажмите F5 . Вы заметите, что до исполнения не далеко.
Окно отладки будет выглядеть так:
Обратите внимание, что панель стека в верхней части окна содержит следующее сообщение:
> '__main__'.(), line 1: for i in range(1, 4):
Это говорит о том, что строка 1 (которая содержит код for i in range(1, 4): ) вот-вот будет запущена, но еще не началась. Часть сообщения ‘__main__’. () относится к тому факту, что вы в данный момент находитесь в основном разделе программы, а не находитесь, например, в определении функции до того, как будет достигнут основной блок кода.
Под панелью Stack находится панель Locals, в которой перечислены некоторые странно выглядящие вещи, такие как __annotations__ , __builtins__ , __doc__ и т.д. Это внутренние системные переменные, которые пока можно игнорировать. Во время выполнения программы вы увидите переменные, объявленные в коде, отображаемом в этом окне, чтобы вы могли отслеживать их значение.
В верхнем левом углу окна отладки расположены пять кнопок: Go , Step , Over , Out и Quit . Эти кнопки управляют тем, как отладчик перемещается по вашему коду.
В следующих разделах вы узнаете, что делает каждая из этих кнопок, начиная с Step .
Кнопка Step
Идите вперед и нажмите Step в верхнем левом углу окна отладки. Окно отладки немного изменится и будет выглядеть так:
Здесь есть два отличия, на которые следует обратить внимание. Сначала сообщение на панели стека меняется на следующее:
> '__main__'.(), line 2: j = i * 2:
На этом этапе выполняется строка 1 вашего кода, а отладчик остановился непосредственно перед выполнением строки 2.
Второе изменение, которое следует отметить, — это новая переменная i , которой на панели Locals присвоено значение 1 . Это потому, что цикл for в первой строке кода создал переменную i и присвоил ей значение 1 .
Продолжайте нажимать кнопку Step , чтобы пройтись по вашему коду построчно, и посмотрите, что происходит в окне отладчика. Когда вы дойдете до строкового вывода ( print(f»i is and j is «) ), вы сможете увидеть вывод, отображаемый в интерактивном окне, по частям.
Таким образом, вы можете отслеживать растущие значения i и j по мере прохождения цикла for . Вы, наверное, можете себе представить, насколько полезна эта функция при попытке найти источник ошибок в ваших программах. Знание значения каждой переменной в каждой строке кода может помочь вам определить, где что-то идет не так.
Точки останова и кнопка перехода
Часто вы можете знать, что ошибка должна быть в определенном разделе вашего кода, но вы можете не знать, где именно. Вместо того, чтобы нажимать кнопку Step целый день, вы можете установить точку останова, которая сообщает отладчику о необходимости непрерывно запускать весь код, пока он не достигнет точки останова.
Точка останова એ сообщают отладчику, когда следует приостановить выполнение кода, чтобы вы могли взглянуть на текущее состояние программы. На самом деле они ничего не ломают.
Чтобы установить точку останова, на строке кода в окне редактора, на которой вы хотите сделать паузу, щелкните правой кнопкой мыши и выберите «Set Breakpoint». IDLE выделяет линию желтым цветом, чтобы указать, что ваша точка останова установлена. Чтобы удалить точку останова, щелкните правой кнопкой мыши строку с точкой останова и выберите «Clear Breakpoint».
Продолжайте и нажмите Quit в верхней части окна Debug, чтобы выключить отладчик на данный момент. Это не закроет окно,и вы захотите оставить его открытым, потому что через мгновение вы снова будете им пользоваться.
Установите точку останова в строке кода с помощью оператора print() . Окно редактора теперь должно выглядеть так:
Сохраните и запустите файл. Как и раньше, панель стека в окне отладки указывает, что отладчик запущен и ожидает выполнения строки 1. Щелкните Go и посмотрите, что происходит в окне отладки:
На панели стека теперь отображается следующее сообщение, указывающее, что он ожидает выполнения строки 3:
> '__main__'.(), line 3: print(f"i is and j is ")
Если вы посмотрите на панель «Locals», то увидите, что обе переменные i и j имеют значения 1 и 2 соответственно. Нажав Go , вы указали отладчику, что он должен выполнять ваш код непрерывно, пока он не достигнет точки останова или конца программы. Снова нажмите Go . Окно отладки теперь выглядит так:
Вы видите, что изменилось? То же сообщение, что и раньше, отображается на панели стека, указывая, что отладчик ожидает повторного выполнения строки 3. Однако значения переменных i и j теперь равны 2 и 4 . Интерактивное окно также отображает результат выполнения строки с помощью print() в первый раз в цикле.
Каждый раз, когда вы нажимаете кнопку Go , отладчик непрерывно запускает код, пока не достигнет следующей точки останова. Поскольку вы устанавливаете точку останова в строке 3, которая находится внутри цикла for , отладчик останавливается на этой строке каждый раз, когда проходит цикл.
Нажмите Go в третий раз. Теперь i и j имеют значения 3 и 6 . Как вы думаете, что произойдет, если вы нажмете Go еще раз? Поскольку цикл for повторяется только три раза, когда вы снова нажмете Go , программа завершит работу.
Снова и снова
Кнопка Over работает как комбинация Step и Go — перепрыгиваем через функцию или цикл. Другими словами, если вы не собираетесь по-операторно отслеживать и отлаживать функцию, то можете запустить код без необходимости заходить в неё. Кнопка Over переводит вас прямо к результату выполнения этой функции.
Точно так же, если вы уже находитесь внутри функции или цикла, кнопка Out выполняет оставшийся код внутри функции или тела цикла, а затем приостанавливает работу.
Далее вы увидите код с ошибками и узнаете, как исправить это с помощью IDLE.
Устранение некоторых ошибок
Теперь, когда вы освоились с использованием окна Debug Control, давайте взглянем на программу с ошибками.
Следующий код определяет функцию add_underscores() , которая принимает в качестве аргумента одно строковое объектное слово и возвращает новую строку, содержащую копию слова, в которой каждый символ окружен подчеркиванием. Например, add_underscores(«python») должен вернуть _p_y_t_h_o_n_ .
Вот код с ошибками:
def add_underscores(word): new_word = "_" for i in range(len(word)): new_word = word[i] + "_" return new_word phrase = "hello" print(add_underscores(phrase))
Введите этот код в окно редактора, затем сохраните файл и нажмите F5 , чтобы запустить программу. Ожидаемый результат — _h_e_l_l_o_ , но вместо этого все, что вы видите, — это o_ или буква «o», за которой следует одно подчеркивание.
Если вы уже понимаете, в чем проблема с кодом, не исправляйте ее. Наша цель — узнать, как использовать отладчик IDLE для определения проблемы.
Если вы не понимаете, в чем проблема, не волнуйтесь! К концу этого раздела вы найдете его и сможете идентифицировать похожие проблемы в другом коде, с которым вы столкнетесь.
Примечание. Отладка может быть сложной и занимать много времени, а ошибки могут быть незаметными, и их трудно выявить.
Хотя в этом разделе рассматривается относительно простая ошибка, метод, используемый для проверки кода и поиска ошибки, одинаков для более сложных проблем.
Отладка — это решение проблемы, и по мере того, как вы набираетесь опыта, вы будете разрабатывать свои собственные подходы. В этом разделе вы узнаете простой четырехшаговый метод, который поможет вам начать работу:
- Угадайте, в каком разделе кода может содержаться ошибка.
- Установите точку останова и проверьте код, переходя по одной строке за раз через секцию с ошибками, отслеживая важные переменные на этом пути.
- Найдите строку кода, если таковая имеется, с ошибкой и внесите изменения, чтобы решить проблему.
- При необходимости повторите шаги 1–3, пока код не заработает должным образом.
Делай 1. Угадайте, где находится ошибка
Первым шагом является определение участка кода, который, вероятно, содержит ошибку. Возможно, сначала вы не сможете точно определить, где находится ошибка, но обычно вы можете сделать разумное предположение о том, в каком разделе вашего кода есть ошибка.
Обратите внимание, что программа разделена на два отдельных раздела: определение функции (где определено add_underscores() ) и основной блок кода, который определяет переменную фразу со значением hello , а затем выводит результат вызова add_underscores(phrase) .
Посмотрите на основной раздел кода:
phrase = "hello" print(add_underscores(phrase))
Как вы думаете, здесь может быть проблема? Не похоже, правда? Все в этих двух строчках кода выглядит хорошо. Итак, проблема должна быть в определении функции:
def add_underscores(word): new_word = "_" for i in range(len(word)): new_word = word[i] + "_" return new_word
Первая строка кода внутри функции создает переменную new_word со значением «_» . У вас все в порядке, поэтому вы можете сделать вывод, что проблема где-то в теле цикла for .
Делай 2. Установите точку останова и проверьте код
Теперь, когда вы определили, где должна быть ошибка, установите точку останова в начале цикла for, чтобы вы могли точно отслеживать, что происходит внутри кода, с помощью окна отладки:
Откройте окно отладки и запустите файл. Выполнение по-прежнему приостанавливается на самой первой строке, которую он видит, то есть в определении функции.
Нажмите Go , чтобы просмотреть код, пока не встретится точка останова. Окно отладки теперь будет выглядеть так:
На этом этапе выполнение кода приостанавливается непосредственно перед входом в цикл for в функции add_underscores() . Обратите внимание, что на панели Locals отображаются две локальные переменные, word и new_word . В настоящее время word имеет значение «hello» , а new_word — значение «_» , как и ожидалось.
Щелкните Step один раз, чтобы войти в цикл for . Окно отладки изменится и новая переменная i со значением 0 отображается на панели Locals:
i — это счетчик, используемый в цикле for , и вы можете использовать его, чтобы отслеживать, какую итерацию цикла for вы просматриваете в данный момент.
Еще раз нажмите Step . Если вы посмотрите на панель Locals, то увидите, что переменная new_word приняла значение h_ :
Это неправильно. Первоначально new_word имело значение «_» , а на второй итерации цикла for теперь оно должно иметь значение «_h_» . Если вы нажмете Step еще несколько раз, вы увидите, что для new_word устанавливается значение «e_» , затем «l_» и т.д.
Делай 3. Определите ошибку и попытайтесь ее исправить
Вывод, который вы можете сделать на этом этапе, заключается в том, что на каждой итерации цикла for new_word перезаписывается следующим символом в строке «hello» и завершающим символом подчеркивания. Поскольку внутри цикла for всего одна строка кода, вы знаете, что проблема должна быть в следующем коде:
new_word = word[i] + "_"
Посмотрите внимательно на строку. Она сообщает Python, что нужно получить следующий символ слова, прикрепить к нему подчеркивание и присвоить эту новую строку переменной new_word . Это именно то поведение, свидетелем которого вы стали, пройдя цикл for !
Для решения проблемы вам нужно указать Python объединить строковое слово [i] + «_» с существующим значением new_word . Нажмите Quit в окне Debug, но пока не закрывайте окно. Откройте окно редактора и измените строку внутри цикла for на следующую:
new_word = new_word + word[i] + "_"
Делай 4. Повторяйте шаги с 1 по 3, пока ошибка не исчезнет
Сохраните новые изменения в программе и снова запустите. В окне отладки нажмите Go , чтобы выполнить код до точки останова.
Примечание. Если вы закрыли отладчик на предыдущем шаге, не нажав кнопку Quit , при повторном открытии окна отладки вы можете увидеть следующую ошибку:
You can only toggle the debugger when idle
(Вы можете переключать отладчик только в режиме ожидания)
По завершении сеанса отладки всегда нажимайте кнопку Go или Quit , а не просто закрывайте отладчик, иначе у вас могут возникнуть проблемы с его повторным открытием.Чтобы избавиться от этой ошибки, вам придется закрыть и снова открыть IDLE.
Программа приостанавливается непосредственно перед входом в цикл for в add_underscores() . Несколько раз нажмите Step и посмотрите, что происходит с переменной new_word на каждой итерации. Успех! Все работает как положено!
Ваша первая попытка исправить ошибку сработала, поэтому вам больше не нужно повторять шаги 1–3. Так будет не всегда. Иногда, прежде чем исправлять ошибку, вам придется повторить этот процесс несколько раз.
Альтернативные способы поиска ошибок
Использование отладчика может быть сложным и трудоемким, но это самый надежный способ найти ошибки в вашем коде. Однако отладчики не всегда доступны. Системы с ограниченными ресурсами, такие как небольшие устройства Интернет вещей એ , часто не имеют встроенных отладчиков.
В подобных ситуациях вы можете использовать отладку печатью, чтобы найти ошибки в вашем коде. Отладка печатью использует print() для отображения текста в консоли, который указывает, где выполняется программа и каково состояние переменных программы в определенных точках кода.
Например, вместо отладки предыдущей программы с помощью окна отладки вы можете добавить следующую строку в конец цикла for в add_underscores() :
print(f"i = ; new_word = ")
В этом случае измененный код будет выглядеть так:
def add_underscores(word): new_word = "_" for i in range(len(word)): new_word = word[i] + "_" print(f"i = ; new_word = ") return new_word phrase = "hello" print(add_underscores(phrase))
Когда вы запускаете файл, интерактивное окно отображает следующий вывод:
i = 0; new_word = h_ i = 1; new_word = e_ i = 2; new_word = l_ i = 3; new_word = l_ i = 4; new_word = o_ o_
Здесь показано, какие значение имеет new_word на каждой итерации цикла for . Последняя строка, содержащая только один знак подчеркивания, является результатом выполнения print(add_underscore(phrase)) в конце программы.
Посмотрев на вышеприведенный вывод, вы можете прийти к тому же выводу, что и при отладке с помощью окна отладки. Проблема в том, что new_word перезаписывается на каждой итерации.
Отладка печатью работает, но имеет несколько недостатков по сравнению с отладкой с помощью отладчика. Во-первых, вы должны запускать всю свою программу каждый раз, когда хотите проверить значения ваших переменных. Это может быть огромной тратой времени по сравнению с использованием точек останова. Вы также должны не забыть удалить эти вызовы функции print() из вашего кода, когда закончите отладку!
Пример цикла в этом разделе может быть хорошим примером для иллюстрации процесса отладки, но это не лучший пример кода Pythonic. Использование индекса i свидетельствует о том, что может быть лучший способ написать цикл. Один из способов улучшить этот цикл — напрямую перебирать символы в слове. Вот один из способов сделать это:
def add_underscores(word): new_word = "_" for letter in word: new_word = new_word + letter + "_" return new_word
Процесс переписывания существующего кода, чтобы он был более чистым, более легким для чтения и понимания или в большей степени соответствовал стандартам, установленным командой, называется рефакторинг એ . Мы не будем обсуждать рефакторинг એ в этом уроке, но это важная часть написания кода профессионального качества.
Заключение: отладка Python с помощью IDLE
Вот так то! Теперь вы знаете все об отладке с помощью окна Debug IDLE. Вы можете использовать базовые принципы, которые вы использовали здесь, с рядом различных инструментов отладки. Теперь у вас есть все необходимое, чтобы начать отладку кода Python.
В этом уроке вы узнали:
- Как использовать окно управления отладкой IDLE для проверки значений переменных.
- Как вставить точки останова, чтобы лучше понять, как работает ваш код.
- Как использовать кнопки Step , Go , Over и Out для построчного отслеживания ошибок.
Вы также получили некоторую практику отладки неисправной функции, используя процесс из четырёх шагов выявления и удаления ошибок:
- Угадай, где находится ошибка.
- Установите точку останова и проверьте код. Определите ошибку и попытайтесь ее исправить.
- Повторяйте шаги с 1 по 3, пока ошибка не будет исправлена.
- Отладка — это не только наука, но и искусство.
Единственный способ овладеть отладкой — это много практиковаться с ней! Один из способов попрактиковаться — открыть окно Debug Control и использовать его для пошагового выполнения кода, работая над упражнениями и задачами, которые вы найдете в наших Практикумах.