1.7 Python技巧

除了Python的基本语法和调用API，程序的调试方法也很重要。本节将集中介绍Python调试及异常处理的一些技巧。

1.7.1 Python程序调试

1.命令行调试工具pdb

从一个简单例程开始，编写Python程序a.py如下：

用pdb命令调试程序：

2.常用pdb命令

最常用的命令如下：

◎ 单步调试（进入函数）：s（tep）。

◎ 单步调试（不进入函数）：n（ext）。

◎ 继续往后执行，直到下个断点：c（ont（inue））。

◎ 运行到函数结束：r（eturn）。

◎ 运行到当前循环结束：unt（il）。

◎ 设置断点：b（reak）文件名：行号（或行号，或函数名）。

◎ 显示当前调用关系：w（here）。

◎ 显示当前代码段：l（ist）。

◎ 显示变量：p（rint）变量名。

◎ 显示当前函数的参数：a（rgs）。

◎ 显示帮助信息：h（elp）。

◎ 退出：q（uit）。

可以看到，pdb命令的使用方法与C语言的调试工具gdb类似。

3.在代码中设置断点

在使用Jupyter Notebook进行开发时，常把功能分块写入Cell分别调试，以实现调试代码段的功能。在需要进入函数内部调试或者单步运行时，可以直接在程序中设置断点，其方法是在要设置断点的代码前输入：

当程序运行到此处时就出现了pdb的命令行，此时可以输入上方的pdb命令进行单步调试，也可以在输入框中运行Python语句。以上方法在命令行也可以使用。

4.在程序出错时调出pdb

在Jupyter中加入魔法命令“%pdb”即可在程序出错时调用pdb，以便调试出错时的具体代码。

1.7.2 去掉警告信息

在Python的输出中，有时会在有效输出的信息中出现一些警告信息（warning），使用以下方法可去掉警告信息输出。

1.7.3 制作和导入模块

当一个Python程序过于庞大时，往往需要将其拆分成多个程序文件“.py”，有时被多个程序调用的公共函数也单独作为“.py”文件，在使用时它们要被其他程序导入。在Python中，每个“.py”文件都可以作为模块在其他程序中用import导入。

当被导入文件和使用它的文件在同一目录中时，直接通过文件名即可导入。当模块文件较多时，有时也将多个“.py”文件放在一个目录中，即生成包Package，包的目录下必须包含名为__init__.py的文件。如果没有该文件，该目录就不会被识别为Package。

1.制作模块

下面用例程的方式展示导入同一目录及子目录中的模块。首先建立如下的目录结构，在第一层目录中main.py为调用其他模块的主程序；a.py为被导入的模块a；tools为一子目录，其中包含被导入的模块b.py；__init__.py是Package的标识。

然后在程序a.py中定义函数A：

在程序b.py中定义函数B：

在程序main.py中分别导入模块a和包tools中的模块b：

2.设置模块路径

Python支持导入三种模块：系统模块、三方模块、自定义模块。当自定义的模块和包在当前目录下时，直接使用import导入即可；当模块在Python定义的第三方库目录下（如“/usr/local/lib/python3.7/site-packages/”）时，也可以直接导入，大多数第三方模块都以该方式导入。对于自定义模块，可通过添加系统模块路径“sys.path”的方式加入新的模块或包所在路径，以便当前程序正常加载该库，具体方法如下：

3.重新加载模块

当一个模块被import导入多次时，只有第一次加载其内容，其后再导入则加载内存中的内容。在使用Jupyter调试程序时，如果调用程序main.py和a.py模块同步调试，有时修改了a.py模块内容后就需要重新加载，此时可使用reload方法，具体如下：

1.7.4 异常处理

当程序运行出错时会抛出异常，如果不做处理则程序会异常退出。Python也支持用try/except方式捕获异常，其语法规则如下：

简单实例如下：以读取方式打开文件test.txt，当该文件不存在时将抛出异常，如例程中捕获异常并显示具体的异常信息。从返回结果可以看到，在捕捉到异常信息后，程序正常执行了之后的打印信息操作。