Python 代碼除錯神器：PySnooper-有解無憂

給大家推薦本我自己寫的電子書《PyCharm中文指南》，把各種 PyCharm 的高效的使用技巧用GIF動態圖的形式展示出來，有興趣的可以看它的在線檔案：
http://pycharm.iswbm.com

對于每個程式開發者來說，除錯幾乎是必備技能，

代碼寫到一半卡住了，不知道這個函式執行完的回傳結果是怎樣的？除錯一下看看

代碼運行到一半報錯了，什么情況？怎么跟預期的不一樣？除錯一下看看

除錯的方法多種多樣，不同的除錯方法適合不同的場景和人群，

如果你是剛接觸編程的小萌新，對很多工具的使用還不是很熟練，那么 print 和 log 大法好
如果你在本地（Win或者Mac）電腦上開發，那么 IDE 的圖形化界面除錯無疑是最適合的；
如果你在服務器上排查BUG，那么使用 PDB 進行無圖形界面的除錯應該是首選；
如果你要在本地進行開發，但是專案的進行需要依賴復雜的服務器環境，那么可以了解下 PyCharm 的遠程除錯

除了以上，今天明哥再給你介紹一款非常好用的除錯工具，它能在一些場景下，大幅度提高除錯的效率，那就是 PySnooper，它在 Github 上已經收到了 13k 的 star，獲得大家的一致好評，

有了這個工具后，就算是小萌新也可以直接無門檻上手，從此與 print 說再見~

1. 快速安裝

執行下面這些命令進行安裝 PySnooper

$ python3 -m pip install pysnooper

# 或者
$ conda install -c conda-forge pysnooper

# 或者
$ yay -S python-pysnooper

2. 簡單案例

下面這段代碼，定義了一個 demo_func 的函式，在里面生成一個 profile 的字典變數，然后去更新它，最后回傳，

代碼本身沒有什么實際意義，但是用來演示 PySnooper 已經足夠，

import pysnooper

@pysnooper.snoop()
def demo_func():
    profile = {}
    profile["name"] = "寫代碼的明哥"
    profile["age"] = 27
    profile["gender"] = "male"

    return profile

def main():
    profile = demo_func()

main()

現在我使用終端命令列的方式來運行它

[root@iswbm ~]# python3 demo.py 
Source path:... demo.py
17:52:49.624943 call         4 def demo_func():
17:52:49.625124 line         5     profile = {}
New var:....... profile = {}
17:52:49.625156 line         6     profile["name"] = "寫代碼的明哥"
Modified var:.. profile = {'name': '寫代碼的明哥'}
17:52:49.625207 line         7     profile["age"] = 27
Modified var:.. profile = {'name': '寫代碼的明哥', 'age': 27}
17:52:49.625254 line         8     profile["gender"] = "male"
Modified var:.. profile = {'name': '寫代碼的明哥', 'age': 27, 'gender': 'male'}
17:52:49.625306 line        10     return profile
17:52:49.625344 return      10     return profile
Return value:.. {'name': '寫代碼的明哥', 'age': 27, 'gender': 'male'}
Elapsed time: 00:00:00.000486

可以看到 PySnooper 把函式運行的程序全部記錄了下來，包括：

代碼的片段、行號等資訊，以及每一行代碼是何時呼叫的？
函式內區域變數的值如何變化的？何時新增了變數，何時修改了變數，
函式的回傳值是什么？
運行函式消耗了多少時間？

而作為開發者，要得到這些如此詳細的除錯資訊，你需要做的非常簡單，只要給你想要除錯的函式上帶上一頂帽子（裝飾器） -- @pysnooper.snoop() 即可，

3. 詳細使用

2.1 重定向到日志檔案

@pysnooper.snoop() 不加任何引數時，會默認將除錯的資訊輸出到標準輸出，

對于單次除錯就能解決的 BUG ，這樣沒有什么問題，但是有一些 BUG 只有在特定的場景下才會出現，需要你把程式放在后面跑個一段時間才能復現，

這種情況下，你可以將除錯資訊重定向輸出到某一日志檔案中，方便追溯排查，

@pysnooper.snoop(output='/var/log/debug.log')
def demo_func():
    ...

2.2 跟蹤非區域變數值

PySnooper 是以函式為單位進行除錯的，它默認只會跟蹤函式體內的區域變數，若想跟蹤全域變數，可以給 @pysnooper.snoop() 加上 watch 引數

out = {"foo": "bar"}

@pysnooper.snoop(watch=('out["foo"]'))
def demo_func():
    ...

如此一來，PySnooper 會在 out["foo"] 值有變化時，也將其列印出來

watch 引數，接收一個可迭代物件（可以是list 或者 tuple），里面的元素為字串運算式，什么意思呢？看下面例子就知道了

@pysnooper.snoop(watch=('out["foo"]', 'foo.bar', 'self.foo["bar"]'))
def demo_func():
		...

和 watch 相對的，pysnooper.snoop() 還可以接收一個函式 watch_explode，表示除了這幾個引數外的其他所有全域變數都監控，

@pysnooper.snoop(watch_explode=('foo', 'bar'))
def demo_func():
		...

2.3 設定跟蹤函式的深度

當你使用 PySnooper 除錯某個函式時，若該函式中還呼叫了其他函式，PySnooper 是不會傻傻的跟蹤進去的，

如果你想繼續跟蹤該函式中呼叫的其他函式，可以通過指定 depth 引數來設定跟蹤深度（不指定的話默認為 1），

@pysnooper.snoop(depth=2)
def demo_func():
		...

2.4 設定除錯日志的前綴

當你在使用 PySnooper 跟蹤多個函式時，除錯的日志會顯得雜亂無章，不方便查看，

在這種情況下，PySnooper 提供了一個引數，方便你為不同的函式設定不同的標志，方便你在查看日志時進行區分，

@pysnooper.snoop(output="/var/log/debug.log", prefix="demo_func: ")
def demo_func():
    ...

效果如下

2.5 設定最大的輸出長度

默認情況下，PySnooper 輸出的變數和例外資訊，如果超過 100 個字符，被會截斷為 100 個字符，

當然你也可以通過指定引數進行修改

@pysnooper.snoop(max_variable_length=200）
def demo_func():
    ...

您也可以使用max_variable_length=None它從不截斷它們，

@pysnooper.snoop(max_variable_length=None）
def demo_func():
    ...

2.6 支持多執行緒除錯模式

PySnooper 同樣支持多執行緒的除錯，通過設定引數 thread_info=True，它就會在日志中列印出是在哪個執行緒對變數進行的修改，

@pysnooper.snoop(thread_info=True)
def demo_func():
    ...

效果如下

2.7 自定義物件的格式輸出

pysnooper.snoop() 函式有一個引數是 custom_repr，它接收一個元組物件，

在這個元組里，你可以指定特定型別的物件以特定格式進行輸出，

這邊我舉個例子，

假如我要跟蹤 person 這個 Person 型別的物件，由于它不是常規的 Python 基礎型別，PySnooper 是無法正常輸出它的資訊的，

因此我在 pysnooper.snoop() 函式中設定了 custom_repr 引數，該引數的第一個元素為 Person，第二個元素為 print_persion_obj 函式，

PySnooper 在列印物件的除錯資訊時，會逐個判斷它是否是 Person 型別的物件，若是，就將該物件傳入 print_persion_obj 函式中，由該函式來決定如何顯示這個物件的資訊，

class Person:pass

def print_person_obj(obj):
    return f"<Person {obj.name} {obj.age} {obj.gender}>"
  
@pysnooper.snoop(custom_repr=(Person, print_person_obj))
def demo_func():
    ...

完整的代碼如下

import pysnooper

class Person:pass


def print_person_obj(obj):
    return f"<Person {obj.name} {obj.age} {obj.gender}>"

@pysnooper.snoop(custom_repr=(Person, print_person_obj))
def demo_func():
    person = Person()
    person.name = "寫代碼的明哥"
    person.age = 27
    person.gender = "male"

    return person

def main():
    profile = demo_func()

main()

運行一下，觀察一下效果，

如果你要自定義格式輸出的有很多個型別，那么 custom_repr 引數的值可以這么寫

@pysnooper.snoop(custom_repr=((Person, print_person_obj), (numpy.ndarray, print_ndarray)))
def demo_func():
    ...

還有一點我提醒一下，元組的第一個元素可以是型別（如類名Person 或者其他基礎型別 list等），也可以是一個判斷物件型別的函式，

也就是說，下面三種寫法是等價的，

# 【第一種寫法】
@pysnooper.snoop(custom_repr=(Person, print_persion_obj))
def demo_func():
    ...


# 【第二種寫法】
def is_persion_obj(obj):
    return isinstance(obj, Person)

@pysnooper.snoop(custom_repr=(is_persion_obj, print_persion_obj))
def demo_func():
    ...


# 【第三種寫法】
@pysnooper.snoop(custom_repr=(lambda obj: isinstance(obj, Person), print_persion_obj))
def demo_func():
    ...

以上就是明哥今天給大家介紹的一款除錯神器（PySnooper）的詳細使用手冊，是不是覺得還不錯？

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