~1~第九章程序調試目錄調試基本概念常見的錯誤類型使用print語句進行基礎調試理解Python的錯誤消息斷點與單步執行Python調試器pdb應用案例-2-1.調試基本概念調試主要目的是識別、診斷和修復代碼中的錯誤或缺陷（bug）。調試有助于確保程序按預期運行，避免出現意外結果甚至安全隱患。調試的基本目標包括以下三個方面：(1) 確保程序正確性：程序應按設計預期正常運行并輸出正確結果。(2)

提升程序效率：合理利用資源，借助調試發現并優化性能瓶頸。(3) 保證程序穩定性：在各種環境和邊界情況下，程序應表現穩定。32.常見的錯誤類型在Python中，常見的錯誤可以分為以下幾類：（1）語法錯誤：代碼中的拼寫或格式錯誤，通常會在代碼執行前被編譯器或解釋器檢測到。這類錯誤通常容易發現和修復。print("Helloworld"#缺少閉合括號（2）運行時錯誤：在程序運行時發生的錯誤，如除以零、訪問不存在的文件等。這類錯誤會導致程序在執行過程中突然停止。print(10/0)#嘗試除以零，會引發ZeroDivisionError（3）邏輯錯誤：代碼邏輯上的錯誤，使程序無法按預期運行。邏輯錯誤不會導致程序崩潰，但會產生不正確的結果。defaverage(numbers):returnsum(numbers)/len(numbers)#當numbers為空時，會出錯，導致ZeroDivisionError（4）語義錯誤：代碼在語法和邏輯上均無問題，但實現的功能與預期不符。例如，代碼的實際含義與編寫者的意圖不同。defsquare(numbers):return[n*nforninnumbers]#如果目標是求平方根，這里的邏輯不正確43.使用print語句進行基礎調試print語句是最基礎的調試工具。通過打印變量的值或程序的狀態，可以幫助開發者理解程序的行為。例9.1使用print語句進行基礎調試假設有一個函數find_max_even()，其目標是找出列表中偶數的最大值：deffind_max_even(numbers):max_even=Nonefornumberinnumbers:ifnumber%2==0:max_even=numberreturnmax_evennumbers=[3,1,4,1,5,9,2,6,5,3,5]print(find_max_even(numbers))#期望輸出65在函數find_max_even()中的if語句內添加print語句，查看max_even在循環過程中的更新情況：deffind_max_even(numbers):max_even=Nonefornumberinnumbers:ifnumber%2==0:print(f"檢查數字:{number},當前max_even:{max_even}")max_even=numberreturnmax_even通過觀察輸出可以發現，每次遇到偶數時，max_even的值都被直接替換，而沒有進行比較。這就是導致函數返回錯誤結果的原因。6為正確實現偶數最大值查找，應在替換max_even時加入條件檢查：deffind_max_even(numbers):max_even=Nonefornumberinnumbers:ifnumber%2==0:

ifmax_evenisNoneornumber>max_even:max_even=numberreturnmax_even74.理解Python的錯誤消息解讀Python錯誤消息當Python代碼執行遇到問題時，它會拋出一個異常，并顯示以下信息：錯誤類型：指明遇到的錯誤種類，如TypeError、NameError、SyntaxError等。錯誤消息：提供關于錯誤的詳細說明。例如，"name'x'isnotdefined"表明一個變量未定義的問題。追蹤信息：顯示錯誤發生的位置，通常包括文件名、行號以及相關代碼片段。8（1）SyntaxError：語法錯誤。通常由于拼寫或格式不正確引起。defgreet(name)print("Hello,"+name)（2）NameError：名稱錯誤。嘗試訪問一個未定義的變量，通常由于拼寫錯誤或變量未定義所致。print(age)（3）TypeError：類型錯誤。函數或操作應用于不適當類型的對象。例如，在不兼容的數據類型之間進行操作。'2'+2（4）IndexError：索引錯誤。嘗試訪問序列（如列表、元組或字符串）中不存在的索引。my_list=[1,2,3]print(my_list[3])（5）KeyError：鍵錯誤。在字典中嘗試訪問不存在的鍵。my_dict={'name':'Alice'}print(my_dict['age'])95.斷點與單步執行1.斷點和單步執行斷點和單步執行是程序調試中最常用的方法。通過在特定位置暫停程序的執行，程序員可以逐步檢查代碼的內部狀態，有效地發現并修復問題。斷點和單步執行通常在集成開發環境（IDE）中使用，如PyCharm、VisualStudioCode、JupyterLab等。2.斷點的使用斷點是調試中的一個標記點，可以設置在代碼的任何行。當程序運行到斷點時會暫停，使程序員能夠檢查該處的變量值、調用棧和執行流程。3單步執行代碼當程序在斷點處暫停后，可以使用單步執行來逐行執行代碼，從而觀察代碼的執行順序和變量的變化。單步執行通常包括以下幾種方式：步入（StepInto）：如果當前行包含函數調用，步入將進入該函數內部。步過（StepOver）：執行當前行，但不會進入被調用的函數內部。步出（StepOut）：繼續執行，直到當前函數執行完畢返回到上一層。4.觀察變量和程序狀態在斷點暫停后，IDE通常會提供一個調試面板，允許程序員查看和修改變量的值10116.Python調試器pdbPythonDebugger（pdb）是Python官方提供的命令行調試器，可以設置斷點、單步執行、檢查堆棧幀、查看和修改變量等操作。pdb尤其適用于無法使用圖形界面IDE的場景，例如在遠程服務器或終端環境中調試代碼。（1）pdb的基本使用：在Python腳本中啟用pdb的最簡單方法是導入pdb模塊，并在希望暫停執行的地方調用pdb.set_trace()。importpdbdefdivide(x,y):pdb.set_trace()#在此處設置斷點

returnx/yprint(divide(10,0))（2）pdb的常用命令在pdb環境中，可以使用多種命令來控制程序執行并檢查狀態：b(breakpoint)：設置斷點。例如，b15會在第15行設置斷點。n(next)：執行下一行代碼。s(step)：步入函數或方法內部。c(continue)：繼續執行，直到遇到下一個斷點。p(print)：打印變量的值。例如，px會打印變量x的當前值。l(list)：列出當前位置的源代碼。這些命令提供了對程序執行的細粒度控制，使調試過程更加清晰。127.應用案例例9.3隨機整數除法及異常處理代碼調試設計程序生成一組隨機整數，并對相鄰的兩個數字進行除法操作。程序中包含了異常處理，以防止除以零的情況，且通過打印信息展示除法過程中的各個步驟，以便更好地理解和調試代碼。13importrandomdefdivide_numbers(a,b):try:result=a/bexceptZeroDivisionError:print("Error:Divisionbyzeroisnotallowed.")result=Nonereturnresultdefmain():numbers=[random.randint(0,10)for_inrange(10)]print("Generatednumbers:",numbers)foriinrange(len(numbers)-1):a=numbers[i]b=numbers[i+1]print(f"Dividing{a}by{b}...")result=