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前言
在程序开发过程中,代码的运行往往会和我们预期的结果有所差别。于是,我们需要清楚代码运行过程中到底发生了什么?代码哪些模块运行了,哪些模块没有运行?输出的局部变量是什么样的?很多时候,我们会想到选择使用成熟、常用的IDE使用断点和watches调试程序,或者更为基础的print函数、log打印出局部变量来查看是否符合我们预期的执行效果。但是这些方法都有一个共同的弱点--效率低且繁琐,本文就介绍一个堪称神器的Python调试工具PySnooper,能够大大减少调试过程中的工作量。
装饰器
装饰器(Decorators)是Python里一个很重要的概念,它能够使得Python代码更加简洁,用一句话概括:装饰器是修改其他函数功能的函数。PySnooper的调用主要依靠装饰器的方式,所以,了解装饰器的基本概念和使用方法更有助于理解PySnooper的使用。在这里,我先简单介绍一下装饰器的使用,如果精力有限,了解装饰器的调用方式即可。
对于Python,一切都是对象,一个函数可以作为一个对象在不同模块之间进行传递,举个例子,
def one(func): print("now you are in function one.") func() def two(): print("now you are in function two") one(two) # 输出 >>> now you are in function one. >>> now you are in function two.
其实这就是装饰器的核心所在,它们封装一个函数,可以用这样或那样的方式来修改它。换一种方式表达上述调用,可以用@+函数名来装饰一个函数。
def one(func): print("now you are in function one.") def warp(): func() return warp @one def two(): print("now you are in function two.") two() # 输出 >>> now you are in function one. >>> now you are in function two.
此外,在调用装饰器时还可以给函数传入参数:
def one(func): print("now you are in function one.") def warp(*args): func(*args) return warp @one def two(x, y): print("now you are in function two.") print("x value is %d, y value is %d" % (x, y)) two(5, 6) # 输出 >>> now you are in function one. >>> now you are in function two. >>> x value is 5, y value is 6
另外,装饰器本身也可以接收参数,
def three(text): def one(func): print("now you are in function one.") def warp(*args): func(*args) return warp print("input params is {}".format(text)) return one @three(text=5) def two(x, y): print("now you are in function two.") print("x value is %d, y value is %d" % (x, y)) two(5, 6) # 输出 >>> input params is 5 >>> now you are in function one. >>> now you are in function two. >>> x value is 5, y value is 6
上面讲述的就是Python装饰器的一些常用方法。
Pysnooper
调试程序对于大多数开发者来说是一项必不可少的工作,当我们想要知道代码是否按照预期的效果在执行时,我们会想到去输出一下局部变量与预期的进行比对。目前大多数采用的方法主要有以下几种:
-
Print函数
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Log日志
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IDE调试器
但是这些方法有着无法忽视的弱点:
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繁琐
-
过度依赖工具
"PySnooper is a poor man's debugger."
有了PySnooper,上述问题都迎刃而解,因为PySnooper实在太简洁了,目前在github已经10k+star。
前面花了一段篇幅讲解装饰器其实就是为了PySnooper做铺垫,PySnooper的调用就是通过装饰器的方式进行使用,非常简洁。
PySnooper的调用方式就是通过@pysnooper.snoop的方式进行使用,该装饰器可以传入一些参数来实现一些目的,具体如下:
参数描述None输出日志到控制台filePath输出到日志文件,例如'log/file.log'prefix给调试的行加前缀,便于识别watch查看一些非局部变量表达式的值watch_explode展开值用以查看列表/字典的所有属性或项depth显示函数调用的函数的snoop行
安装
使用pip安装,
pip install pysnooper
或者使用conda安装,
conda install -c conda-forge pysnooper
使用
先写一个简单的例子,
import numpy as np import pysnooper @pysnooper.snoop() def one(number): mat = [] while number: mat.append(np.random.normal(0, 1)) number -= 1 return mat one(3) # 输出 Starting var:.. number = 3 22:17:10.634566 call 6 def one(number): 22:17:10.634566 line 7 mat = [] New var:....... mat = [] 22:17:10.634566 line 8 while number: 22:17:10.634566 line 9 mat.append(np.random.normal(0, 1)) Modified var:.. mat = [-0.4142847169210746] 22:17:10.634566 line 10 number -= 1 Modified var:.. number = 2 22:17:10.634566 line 8 while number: 22:17:10.634566 line 9 mat.append(np.random.normal(0, 1)) Modified var:.. mat = [-0.4142847169210746, -0.479901983375219] 22:17:10.634566 line 10 number -= 1 Modified var:.. number = 1 22:17:10.634566 line 8 while number: 22:17:10.634566 line 9 mat.append(np.random.normal(0, 1)) Modified var:.. mat = [-0.4142847169210746, -0.479901983375219, 1.0491540468063252] 22:17:10.634566 line 10 number -= 1 Modified var:.. number = 0 22:17:10.634566 line 8 while number: 22:17:10.634566 line 11 return mat 22:17:10.634566 return 11 return mat Return value:.. [-0.4142847169210746, -0.479901983375219, 1.0491540468063252]
这是最简单的使用方法,从上述输出结果可以看出,PySnooper输出信息主要包括以下几个部分:
-
局部变量值
-
代码片段
-
局部变量所在行号
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返回结果
也就是说,把我们日常DEBUG所需要的主要信息都输出出来了。
上述结果输出到控制台,还可以把日志输出到文件,
@pysnooper.snoop("debug.log")
在函数调用过程中,PySnooper还能够显示函数的层次关系,使得一目了然,
@pysnooper.snoop() def two(x, y): z = x + y return z @pysnooper.snoop() def one(number): k = 0 while number: k = two(k, number) number -= 1 return number one(3) # 输出 Starting var:.. number = 3 22:26:08.185204 call 12 def one(number): 22:26:08.186202 line 13 k = 0 New var:....... k = 0 22:26:08.186202 line 14 while number: 22:26:08.186202 line 15 k = two(k, number) Starting var:.. x = 0 Starting var:.. y = 3 22:26:08.186202 call 6 def two(x, y): 22:26:08.186202 line 7 z = x + y New var:....... z = 3 22:26:08.186202 line 8 return z 22:26:08.186202 return 8 return z Return value:.. 3 Modified var:.. k = 3 22:26:08.186202 line 16 number -= 1 Modified var:.. number = 2 22:26:08.186202 line 14 while number: 22:26:08.186202 line 15 k = two(k, number) Starting var:.. x = 3 Starting var:.. y = 2 22:26:08.186202 call 6 def two(x, y): 22:26:08.186202 line 7 z = x + y New var:....... z = 5 22:26:08.186202 line 8 return z 22:26:08.186202 return 8 return z Return value:.. 5 Modified var:.. k = 5 22:26:08.186202 line 16 number -= 1 Modified var:.. number = 1 22:26:08.186202 line 14 while number: 22:26:08.186202 line 15 k = two(k, number) Starting var:.. x = 5 Starting var:.. y = 1 22:26:08.186202 call 6 def two(x, y): 22:26:08.186202 line 7 z = x + y New var:....... z = 6 22:26:08.186202 line 8 return z 22:26:08.186202 return 8 return z Return value:.. 6 Modified var:.. k = 6 22:26:08.186202 line 16 number -= 1 Modified var:.. number = 0 22:26:08.186202 line 14 while number: 22:26:08.186202 line 17 return number 22:26:08.186202 return 17 return number Return value:.. 0
从上述输出结果可以看出,函数one与函数two的输出缩进层次一目了然。
除了缩进之外,PySnooper还提供了参数prefix给debug信息添加前缀的方式便于识别,
@pysnooper.snoop(prefix="funcTwo ") def two(x, y): z = x + y return z @pysnooper.snoop(prefix="funcOne ") def one(number): k = 0 while number: k = two(k, number) number -= 1 return number one(3) # 输出 funcOne Starting var:.. number = 3 funcOne 22:28:14.259212 call 12 def one(number): funcOne 22:28:14.260211 line 13 k = 0 funcOne New var:....... k = 0 funcOne 22:28:14.260211 line 14 while number: funcOne 22:28:14.260211 line 15 k = two(k, number) funcTwo Starting var:.. x = 0 funcTwo Starting var:.. y = 3 funcTwo 22:28:14.260211 call 6 def two(x, y): funcTwo 22:28:14.260211 line 7 z = x + y funcTwo New var:....... z = 3 funcTwo 22:28:14.260211 line 8 return z funcTwo 22:28:14.260211 return 8 return z funcTwo Return value:.. 3 funcOne Modified var:.. k = 3 funcOne 22:28:14.260211 line 16 number -= 1 funcOne Modified var:.. number = 2 funcOne 22:28:14.260211 line 14 while number: funcOne 22:28:14.260211 line 15 k = two(k, number) funcTwo Starting var:.. x = 3 funcTwo Starting var:.. y = 2 funcTwo 22:28:14.260211 call 6 def two(x, y): funcTwo 22:28:14.260211 line 7 z = x + y funcTwo New var:....... z = 5 funcTwo 22:28:14.260211 line 8 return z funcTwo 22:28:14.260211 return 8 return z funcTwo Return value:.. 5 funcOne Modified var:.. k = 5 funcOne 22:28:14.260211 line 16 number -= 1 funcOne Modified var:.. number = 1 funcOne 22:28:14.260211 line 14 while number: funcOne 22:28:14.260211 line 15 k = two(k, number) funcTwo Starting var:.. x = 5 funcTwo Starting var:.. y = 1 funcTwo 22:28:14.260211 call 6 def two(x, y): funcTwo 22:28:14.260211 line 7 z = x + y funcTwo New var:....... z = 6 funcTwo 22:28:14.260211 line 8 return z funcTwo 22:28:14.260211 return 8 return z funcTwo Return value:.. 6 funcOne Modified var:.. k = 6 funcOne 22:28:14.260211 line 16 number -= 1 funcOne Modified var:.. number = 0 funcOne 22:28:14.260211 line 14 while number: funcOne 22:28:14.260211 line 17 return number funcOne 22:28:14.260211 return 17 return number funcOne Return value:.. 0
参数watch可以用于查看一些非局部变量,例如,
class Test(): t = 10 test = Test() @pysnooper.snoop(watch=("test.t", "x")) # 输出 Starting var:.. number = 3 Starting var:.. test.t = 10 Starting var:.. x = 10
参数watch_explode可以展开字典或者列表显示它的所有属性值,对比一下它和watch的区别,
#### watch_explode #### d = { "one": 1, "two": 1 } @pysnooper.snoop(watch_explode="d") # 输出 Starting var:.. number = 3 Starting var:.. d = {'one': 1, 'two': 1} Starting var:.. d['one'] = 1 Starting var:.. d['two'] = 1 #### watch #### d = { "one": 1, "two": 1 } @pysnooper.snoop(watch="d") # 输出 Starting var:.. d = {'one': 1, 'two': 1}
可以看出watch_explode能够展开字典的属性值。
另外还有参数depth显示函数中调用函数的snoop行,默认值为1,参数值需要大于或等于1。
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