【摘要】
上一篇番外中我们讲解了调试对于编程的重要性，并且介绍了Python中的pdb工具包，可以帮我们在没有IDE的环境下进行代码调试。
但pdb终归是基于命令行交互式的，对于刚接触编程的朋友来说并不友好，并且在日常开发中，如果代码架构略微复杂，或者是引用的第三方库，不太了解具体的实现细节，那么pdb就不是最合适的调试方法了。
那么今天我们就讲解一下最容易上手且很直观的IDE调试方法
【IDE】
集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment ）是用于提供程序开发环境的应用程序。
一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面等工具。
集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等一体化的开发软件服务套。
所有具备这一特性的软件或者软件套（组）都可以叫集成开发环境。
目前Python语言中使用最常用的就是Pycharm和VSCode。
今天我们就详细讲解一下如何使用Pycharm进行调试
【Pycharm】
IDE除了显而易见的代码补全功能以外，清晰便捷的Debug功能也是非常重要的，如果你还是只用Pycharm来编辑代码，那可就有点儿暴殄天物了。
这次仍然用pdb篇中的示例代码为大家讲解
import sys
def foo(num):
ret = []
for i in range(num):
tmp = i ** 2
ret.append(tmp)
return ret
if __name__ == "__main__":
args = sys.argv
result = foo(int(args[1]))
print(args)
在Pycharm中展示如下图
关于Pycharm的其他细节使用不是今天这篇文章的主题，我们就略过不谈，单独了解一下Pycharm的调试功能
一、开启调试
Pycharm开启调试有三种方法
- 当文件中有
if __name__ == "__main__":时，Pycharm会识别到，并将该行标识为程序入口，用一个绿色的三角形表示。
左键单击该三角形会有一个下拉框，第二个选项Debug 'main'就是开启调试的按钮
- 在文件空白处右键单击可以弹出下拉选相框，其中同样会有
Debug 'main'按钮
- 工具栏中有一个虫子符号的按钮，同样也是
Debug 'main'的按钮
二、断点调试
- 右侧黄色框中点击可以为指定行添加断点，添加断点后程序会执行到断点所在行中断，断点所在行为将要执行的下一行代码
- 我们已经在12行添加了一个断点，现在采取上述任意一种方式开启调试后，Pycharm页面如下图
页面中有几大重要的部分已经通过红框和注释标识出来，我分别对其做一下详细的解释：
变量值：
进行调试一个最主要的目的就是要知道程序运行过程中，定义的变量是如何变化的，他们的值或者类型分别是什么？
Pycharm会在程序代码每行的行尾空白处表明该变量的当前值；
页面下方的Variables框中则会显示更为详细的变量信息，包括变量值，变量具有的属性和方法等；
并且Variables框的左侧有一列按钮可以对变量进行其他操作，最常用的就是添加要Watch的变量，比如我想查看args的长度，就可以点击黄色框中的加号，输入len(args)即可， 如下图
调试窗口/输出窗口：
开启调试后默认页面就处在Debugger调试窗口下，但如果程序中存在打印输出的内容，则需要点击Console按钮，切换到输出窗口才可以看到输出内容。
调试操作按钮
调试时最主要的几个按钮如下图所示
| 调试按钮 | 快捷键 | 含义 |
|---|---|---|
| Step Over | F8 | 步进：执行下一行代码 |
| Step Into | F7 | 步入：执行下一行代码，如果下一行为函数则进入函数 |
| Step Into MyCode | Alt+Shift+F7（Option+Shift+F7） | 步入：与Step Into功能类似，但只会进入到自己编写的函数中 |
| Step Out | Shift+F8 | 步出：运行断点后的所有代码，当前如果在函数中，则会返回到上一层 |
| Run to Cursor | Alt+F9 | 执行到光标：一直执行到光标所在行，当前在循环中时，点击一次会执行一次循环 |
- 继续调试，在12行断点处点击Step Over按钮，会发现程序抛出了异常，如下图：
这个错误的含义是数组的下标超出了范围，从上一步可以看出args = ['./main.py']，args的长度只有1，但12行却要访问args[1]，表示访问args的第二个元素，很明显会发生数组越界，所以程序抛出了异常。
这里要求我们通过命令行传入一个参数，但我们目前是直接使用Pycharm的调试按钮启动的程序，如何输入自定义参数呢？如下图
上图中的红框处可以输入参数，相当于命令行执行时python main.py后面的内容，所以这里输入3，等价于python main.py 3
- 步入函数，现在输入参数后就可以在12行处点击Step Into或者Step Into MyCode按钮进入函数中
一直点击Step Over一行一行执行函数，可以看到当前行执行到第7行，IDE显示第一次循环的i = 0， 计算得到的tmp = 0
直接点击Run to Cursor，可以执行代码到光标处，因为当前代码执行到了第7行，光标默认位于此处，所以点击Run to Cursor可以直接执行下一次循环到此处，不用点击多次Step Over。
当想要直接结束所处函数的执行，可以点击Step Out，便会执行完函数并返回至上一层
如果存在多个断点的情况，可以直接点击左下角框选的按钮，则会跳转到下一个最近的断点处，如果当前断点之后没有断点则会直接运行完剩余程序。
【Flask示例】
前几天有个朋友提了一个问题，正好可以来为大家演示一下，当不了解程序内部实现时如何使用Pycharm进行代码调试
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
if __name__ == "__main__":
app.run()
上面的代码是一段最为简单的启动Flask项目的示例代码
Tips： Flask是使用Python编写的轻量级Web框架，马上我们会出相应的专题
第二行app = Flask(__name__)的作用是创建一个应用对象实例，app是Flask的实例，Flask接收包或者模块的名字作为参数，但一般都是传递(__name__)，让flask.helpers.get_root_path函数通过传入这个名字确定程序的根目录，以便获得静态文件和模板文件的目录。
现在我们使用代码调试试图看看Flask是如何根据__name__确定程序根目录的。
在app初始化处加入断点，然后点击Debug开启调试
现在点击Step Into跳进Flask()函数中
由上图可以看出，Flask类继承了Scaffold类，并且我们当前处于super().__init__()这一行，这一行表示对父类进行初始化，所以再次点击Step Into步入父类中（由于此处函数参数过长，代码存在换行，所以需要点击多次步入按钮，直到跳入父类中即可）。
由上图可知，现在已经进入到Flask的父类Scaffold的初始化函数中，并且我又点击了几次Step Over，直到运行到上图所在行。
这里就是对项目根目录的确定逻辑，由于我们在初始化app时没有传入root_path参数，所以当前root_path为None，这样就会用到flask.helpers.get_root_path()根据传入的import_name来确定项目根目录。而import_name就是初始化类时传入的__name__。至于get_root_path()函数中具体如何实现的就留给大家自己探索。
【总结】
IDE的调试功能十分强大，毋庸置疑，如果能够合理运用，一定会在学习之路上让大家事半功倍，VSCode的调试方法我这里没有提到，如果有使用VSCode的朋友想了解它的调试方法，也可以在公众号给我留言，我也会出一篇详细的讲解。
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