Python 3 非程式設計師教程/除錯
- "當我們開始程式設計時，我們驚訝地發現，讓程式正確執行並不像我們想象的那麼容易。除錯不得不被發現。我記得那一刻，我意識到，我餘生的很大一部分將花費在尋找我自己的程式中的錯誤上。" — Maurice Wilkes 發現除錯，1949 年
到目前為止，如果你一直在玩弄你的程式，你可能已經發現，有時程式會做一些你不想它做的事情。這很常見。除錯就是弄清楚計算機在做什麼，然後讓它做你想讓它做的事情的過程。這可能很棘手。我曾經花費近一週時間追蹤和修復一個錯誤，這個錯誤是由某人將一個 x 放置在應該放置 y 的位置引起的。
本章將比前面的章節更抽象。
首先要做的事情（這聽起來很明顯）是弄清楚程式在正確執行的情況下應該做什麼。想出一些測試用例，看看會發生什麼。例如，假設我有一個程式來計算矩形的周長（所有邊的長度之和）。我有以下測試用例
| 高度 | 寬度 | 周長 |
|---|---|---|
| 3 | 4 | 14 |
| 2 | 3 | 10 |
| 4 | 4 | 16 |
| 2 | 2 | 8 |
| 5 | 1 | 12 |
我現在在我的程式上執行所有這些測試用例，看看程式是否按照我的預期執行。如果它沒有，那麼我需要弄清楚計算機在做什麼。
更常見的情況是，一些測試用例會成功，而另一些則不會。如果是這樣的話，你應該嘗試找出哪些成功的用例具有共同點。例如，這裡是一個周長程式的輸出（你可以在一分鐘後看到程式碼）
Height: 3 Width: 4 perimeter = 15
Height: 2 Width: 3 perimeter = 11
Height: 4 Width: 4 perimeter = 16
Height: 2 Width: 2 perimeter = 8
Height: 5 Width: 1 perimeter = 8
請注意，它對前兩個輸入不起作用，它對接下來的兩個輸入起作用，而它對最後一個輸入不起作用。嘗試找出哪些成功的用例具有共同點。一旦你對問題有了一些瞭解，找到原因就更容易了。對於你自己的程式，如果你需要，你應該嘗試更多的測試用例。
接下來要做的事情是檢視原始碼。在程式設計過程中，最重要的工作之一就是閱讀原始碼。執行此操作的主要方法是程式碼走查。
程式碼走查從第一行開始，一直往下執行，直到程式結束。while 迴圈和 if 語句意味著某些行可能永遠不會被執行，而某些行會被執行多次。在每一行，你都要弄清楚 Python 做了什麼。
讓我們從簡單的周長程式開始。不要輸入它，你將閱讀它，而不是執行它。原始碼是
height = int(input("Height: "))
width = int(input("Width: "))
print("perimeter =", width + height + width + width)
- 問題：Python 執行的第一行是什麼？
- 答案：第一行總是第一個執行的。在本例中，它是：
height = int(input("Height: ")) - 那行做了什麼？
- 列印
Height:，等待使用者輸入一個字串，然後將字串轉換為一個整型變數 height。 - 接下來執行的是哪一行？
- 一般來說，它是下一行，即：
width = int(input("Width: ")) - 那行做了什麼？
- 列印
Width:，等待使用者輸入一個數字，並將使用者輸入的數字放到變數 width 中。 - 接下來執行的是哪一行？
- 當下一行與當前行的縮排程度不同時，它就是下一行，所以它是：
print("perimeter = ", width + height + width + width)（它也可能在當前行執行一個函式，但那是下一章的內容。） - 那行做了什麼？
- 首先它列印
perimeter =，然後它列印變數width和height中包含的值的總和，從width + height + width + width獲取。 width + height + width + width是否正確地計算了周長？- 讓我們看看，矩形的周長是底部（寬度）加上左側（高度）加上頂部（寬度）加上右側（嗯？）。最後一項應該是右側的長度，或者說是高度。
- 你明白為什麼有時周長會被“正確”地計算出來嗎？
- 當寬度和高度相等時，它被正確地計算出來了。
我們將要進行程式碼走查的下一個程式是一個應該在螢幕上列印 5 個點的程式。但是，這是該程式的輸出
. . . .
以下是該程式
number = 5
while number > 1:
print(".",end=" ")
number = number - 1
print()
這個程式的走查將更加複雜，因為它現在有縮排部分（或控制結構）。讓我們開始吧。
- 要執行的第一行是什麼？
- 檔案的第一行：
number = 5 - 它做了什麼？
- 將數字 5 放入變數 number 中。
- 下一行是什麼？
- 下一行是：
while number > 1: - 它做了什麼？
- 嗯，一般來說，
while語句會檢視它們的表示式，如果表示式為真，它們就會執行下一行縮排的程式碼塊，否則它們就會跳過下一行縮排的程式碼塊。 - 所以它現在做了什麼？
- 如果
number > 1為真，那麼接下來的兩行將被執行。 - 那麼
number > 1嗎？ - 最後放入
number的值是5，而5 > 1，所以答案是肯定的。 - 那麼下一行是什麼？
- 由於
while為真，所以下一行是：print(".",end=" ") - 那行做了什麼？
- 列印一個點，由於存在額外的引數
end=" "，所以下一行列印的文字將不會在不同的螢幕行上。 - 下一行是什麼？
number = number - 1因為它是下一行，並且沒有縮排變化。- 它做了什麼？
- 它計算
number - 1，即number的當前值（或 5），從中減去 1，並將其作為number的新值。所以基本上它將number的值從 5 更改為 4。 - 下一行是什麼？
- 嗯，縮排級別降低了，所以我們必須檢視它是哪種控制結構。它是一個
while迴圈，所以我們必須回到while子句，即while number > 1: - 它做了什麼？
- 它檢視
number的值，即 4，並將其與 1 進行比較，由於4 > 1，所以 while 迴圈繼續。 - 下一行是什麼？
- 由於 while 迴圈為真，所以下一行是：
print(".",end=" ") - 它做了什麼？
- 它在該行上列印第二個點，以空格結尾。
- 下一行是什麼？
- 沒有縮排變化，所以它是：
number = number - 1 - 它做了什麼？
- 它取
number的當前值（4），從中減去 1，得到 3，最後將 3 作為number的新值。 - 下一行是什麼？
- 由於 while 迴圈結束導致了縮排變化，所以下一行是：
while number > 1: - 它做了什麼？
- 它將
number的當前值（3）與 1 進行比較。3 > 1，所以 while 迴圈繼續。 - 下一行是什麼？
- 由於 while 迴圈條件為真，所以下一行是：
print(".",end=" ") - 它做了什麼？
- 它在該行上列印第三個點。
- 下一行是什麼？
- 它是：
number = number - 1 - 它做了什麼？
- 它取
number的當前值（3），從中減去 1，並將 2 作為number的新值。 - 下一行是什麼？
- 回到 while 迴圈的開頭：
while number > 1: - 它做了什麼？
- 它將
number的當前值（2）與 1 進行比較。由於2 > 1，所以 while 迴圈繼續。 - 下一行是什麼？
- 由於 while 迴圈正在繼續：
print(".",end=" ") - 它做了什麼？
- 它發現了生命、宇宙和萬物的意義。我開玩笑的。（我必須確保你醒著。）這一行在螢幕上列印第四個點。
- 下一行是什麼？
- 它是：
number = number - 1 - 它做了什麼？
- 取
number的當前值（2），從中減去 1，並將 1 作為number的新值。 - 下一行是什麼？
- 回到 while 迴圈：
while number > 1: - 這一行做了什麼？
- 它將
number的當前值（1）與 1 進行比較。由於1 > 1為假（1 不大於 1），所以 while 迴圈退出。 - 下一行是什麼？
- 由於 while 迴圈條件為假，所以下一行是 while 迴圈退出後的下一行，即：
print() - 那行做了什麼？
- 讓螢幕進入下一行。
- 為什麼該程式沒有列印 5 個點？
- 迴圈提前退出 1 個點。
- 我們如何解決這個問題？
- 讓迴圈延遲 1 個點退出。
- 我們如何做到這一點？
- 有幾種方法。一種方法是將 while 迴圈更改為：
while number > 0:另一種方法是將條件更改為：number >= 1還有其他一些方法。
你需要弄清楚程式在做什麼。你需要弄清楚程式應該做什麼。找出兩者之間的差異。除錯是一項需要練習才能掌握的技能。如果你在一個小時後仍然無法解決問題，那就休息一下，和別人談談這個問題，或者沉思你肚臍裡的絨毛。過一會兒再回來，你可能會對這個問題有新的想法。祝你好運。