如何在VS Code 中調(diào)試 Python 腳本？

作者：黃顯東 2021-01-18 17:23:30

通常，我們盡最大努力編寫符合我們要求的代碼，不過，大多數(shù)情況下，代碼在第一次運(yùn)行時(shí)都會(huì)報(bào)錯(cuò)，或者根本不工作，這時(shí)就需要調(diào)試代碼。調(diào)試是檢測(cè)和刪除代碼中的錯(cuò)誤或非預(yù)期行為的過程。

【51CTO.com快譯】

調(diào)試是檢測(cè)和刪除代碼中的錯(cuò)誤或非預(yù)期行為的過程，代碼可能會(huì)返回一些東西(我們想要的或不想要的) ，也可能根本不會(huì)工作，并在執(zhí)行過程中拋出一些錯(cuò)誤。那么當(dāng)我們?cè)诖a中發(fā)現(xiàn)一個(gè) bug 時(shí)會(huì)發(fā)生什么呢？

在 Jupyter Notebooks 中，我們可以將代碼分割成更多的單元，并按順序執(zhí)行它們以檢查每個(gè)步驟。我們還可以在代碼中放入許多 print 語句，只是為了看看是否一切都按計(jì)劃進(jìn)行。或者，我們可以使用一些神奇的命令，比如 % debug來打開Jupyter Notebook 的交互式調(diào)試器窗口。

最后一種方法與我們調(diào)試 Python 腳本的方法非常相似。在本文中，我將展示如何使用 VS Code 快速有效地調(diào)試 Python 腳本。最好的情況是，你可以將這些方法應(yīng)用于任何代碼。

在 VS Code 中調(diào)試

讓我們直接進(jìn)入調(diào)試。首先，我們需要寫一些代碼。可以用下面簡(jiǎn)化的腳本完成這項(xiàng)工作。演示時(shí)可以看到代碼上出了什么問題，以及代碼什么時(shí)候會(huì)立即拋出錯(cuò)誤。

import pandas as pd

df = pd.DataFrame(data={"id": ['a', 'b', 'c'],
"value": [1, 2, 3]})

def multiply_value(df, multiplier):
df = df.copy()
df["value"] = df["value"] * multiplier

multiplier_list = [1, 2, "3"]

for mult in multiplier_list:
multiply_value(df, mult)

第一步是打開 VS Code，導(dǎo)航到我們想要設(shè)置項(xiàng)目的目錄，創(chuàng)建一個(gè)新的腳本，然后粘貼上面的代碼。

點(diǎn)擊窗口右上角的運(yùn)行按鈕(或者右鍵單擊編輯器窗格中的某個(gè)地方并選擇“ Run Python File in Terminal”)在終端中運(yùn)行腳本。我們可以在得到運(yùn)行結(jié)果。

我們可以嘗試從這里解決它，或者直接進(jìn)入調(diào)試階段。

我們可以看到窗格填充了預(yù)期的信息。此外，在出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方彈出的屏幕，連同其類型和一些額外的信息。這對(duì)于確定 bug 有很大幫助。讓我們看一下錯(cuò)誤發(fā)生的函數(shù)，在這里，我們可以看到乘數(shù)的值為“3” ，而它應(yīng)該是一個(gè)數(shù)字才能完成乘法工作。

雖然這個(gè)事例情況很簡(jiǎn)單，因?yàn)槲覀冏约憾x了列表，但在更復(fù)雜的腳本中，它可能真的很容易丟失每個(gè)變量所存儲(chǔ)的內(nèi)容。特別是當(dāng)值從其他地方填充時(shí)，例如，數(shù)據(jù)庫。

調(diào)試控制臺(tái)與終端不同，在終端中，我們只能看到打印/日志和腳本中斷時(shí)的錯(cuò)誤消息，而在調(diào)試控制臺(tái)中，我們可以交互式地工作并探索變量。每當(dāng)調(diào)試器遇到斷點(diǎn)或發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，在調(diào)試控制臺(tái)中，我們可以在該步驟上使用變量的當(dāng)前狀態(tài)執(zhí)行命令。上圖中，我們檢查了 mult 變量的當(dāng)前值，打印了 df 并檢查了我們是否真的可以將列乘以3。

這個(gè)功能在腳本崩潰時(shí)非常有用。例如，我們可以在調(diào)試控制臺(tái)中運(yùn)行以下命令:

df[“value”] * “3”

觀察我們之前遇到過的相同的錯(cuò)誤。雖然這可以幫我們調(diào)試腳本，但是在調(diào)試更復(fù)雜的案例時(shí)，了解更多的方法是很有幫助的。

斷點(diǎn)類型

VS Code提供了三種類型的斷點(diǎn)，每種都有不同的用途。要選擇它們，我們首先創(chuàng)建一個(gè)普通的斷點(diǎn)，然后右鍵單擊它并選擇“Edit breakpoint…”。

Expression——當(dāng)條件滿足時(shí)，斷點(diǎn)將觸發(fā)并停止代碼的執(zhí)行。在下圖中，我們將條件設(shè)置為mult == 2。在variables窗格中，我們確實(shí)可以看到代碼在滿足條件時(shí)停止執(zhí)行。此外，表達(dá)式斷點(diǎn)的特征是在其紅點(diǎn)處有“=”。

Hit Count——斷點(diǎn)會(huì)在代碼被觸發(fā)X次時(shí)停止執(zhí)行。例如，我們可以將這個(gè)斷點(diǎn)放在For循環(huán)中，并將其值指定為2。通過這樣做，代碼將停止在與上面的表達(dá)式斷點(diǎn)相同的位置。
Log Message——與前兩種類型的斷點(diǎn)不同，這種斷點(diǎn)不會(huì)停止代碼的執(zhí)行。它可以用于在調(diào)試控制臺(tái)中將一些消息打印到日志中。我們已經(jīng)將消息指定為Current mult: {mult}，并且它確實(shí)在控制臺(tái)中打印出來了。注意，代碼中要計(jì)算的表達(dá)式(一個(gè)變量)需要放在花括號(hào)中。正如我們所看到的，在預(yù)期錯(cuò)誤發(fā)生之前，代碼的執(zhí)行并沒有被破壞。

當(dāng)然，您也可以通過右鍵單擊并選擇“禁用斷點(diǎn)”來臨時(shí)禁用一個(gè)斷點(diǎn)。

調(diào)試配置文件

調(diào)試配置在調(diào)試會(huì)話期間驅(qū)動(dòng) VS 代碼的行為。配置在 launch.json 文件中定義，該文件存儲(chǔ)在。我們工作區(qū)的 vscode 文件夾。要訪問 JSON 文件，我們可以在 VS Code 中首次打開調(diào)試窗口時(shí)單擊“ create a launch.JSON file” ，或者只需單擊用于啟動(dòng)調(diào)試會(huì)話的綠色播放按鈕旁邊的“ gear”圖標(biāo)。

使用配置文件我們可以做什么？設(shè)置環(huán)境變量是一個(gè)經(jīng)常派上用場(chǎng)的例子。假設(shè)我們的代碼是使用某個(gè)調(diào)度程序部署和運(yùn)行的，例如，Airflow (遠(yuǎn)不止這些，但是現(xiàn)在我們假設(shè)這樣的簡(jiǎn)化是可以接受的)。然后，我們使用一組 env 變量來控制腳本的行為。例如，在 ETL 腳本中，我們可以使用 env 變量來控制是否擴(kuò)展特性。

當(dāng)我們嘗試在本地調(diào)試代碼時(shí)，我們的系統(tǒng)中不會(huì)有那些 env 變量，因?yàn)樗鼈兪怯蓺饬魈幚淼摹Ｒ虼耍环N選擇是在全球范圍內(nèi)增加這些措施，但這可能導(dǎo)致以后出現(xiàn)混亂。或者，我們可以使用 launch.json 配置文件為調(diào)試環(huán)境提供一組 env 變量。

為此，我們按下“ gear”圖標(biāo)來打開文件，并通過添加第10行的內(nèi)容來修改它。

{
"version": "0.2.0",
"configurations": [
{
"name": "Python: Current File",
"type": "python",
"request": "launch",
"program": "${file}",
"console": "integratedTerminal",
"env": {"RUN_TYPE": "prod"},
}
]
}

當(dāng)我們運(yùn)行下一個(gè)調(diào)試會(huì)話時(shí)，我們可以直接訪問 RUN _ type env 變量。