Python 新手之旅 V1.10 - 單元 5 - Python 的測試、除錯與模組
Python 新手之旅 V1.10 - 單元 5 - Python 的測試、除錯與模組
互動式環境可以直接測試程式碼，如果有錯或無法執行的地方，也會直接停下來告訴我們，例如
| >>> def do_something(a, b): |
| ... return a + b |
| ... |
| >>> do_something(3, "3") |
| Traceback (most recent call last): |
| File "<stdin>", line 1, in <module> |
| File "<stdin>", line 2, in do_something |
| TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'int' and 'str' |
| >>> |
當然這是個故意的錯誤，倒是簡單的示範簡單的函數 (function) 或類別 (class) 都可以直接放到互動式介面中測試，這就是互動式介面方便的地方。
互動式介面還有一個很大的優點，就是可以直接拿標準模組庫 (standard library) 的內容來測試或學習。例如以下 import 標準模組庫的 math 模組 (module)
| >>> import math |
| >>> math.ceil(55.9801) |
| 56 |
| >>> math.factorial(12) |
| 479001600 |
| >>> math.log2(1024) |
| 10.0 |
| >>> |
不過這可能僅限於小程式或測試相關程式碼的部分，就單一類別或函數或模組。當有需要組合多個函數或類別之時，最好把程式碼放到模組中，也就是副檔名為 .py 的檔案內。例如以下猜數字遊戲要猜 0 到 9 十個數字之一
| 001 | import random |
| 002 | |
| 003 | answer = random.randint(0, 9) |
| 004 | while True: |
| 005 | guess = input(":") |
| 006 | if guess == answer: |
| 007 | print("Right!!") |
| 008 | break |
| 009 | else: |
| 010 | print("Wrong!!") |
假設程式碼在文字編輯器 (text editor) 中打好，我們就可以在命令列裡打指令執行，執行結果如下
| $ python3 guessgame.py |
| :1 |
| Wrong!! |
| :2 |
| Wrong!! |
| :3 |
| Wrong!! |
| :4 |
| Wrong!! |
| :5 |
| Wrong!! |
| :6 |
| Wrong!! |
| :7 |
| Wrong!! |
| :8 |
| Wrong!! |
| :9 |
| Wrong!! |
| :0 |
| Wrong!! |
| : |
0 到 9 每個數字都猜了，沒有一個數字是對的，因為程式中有個錯誤。我們暫時跳過不談這個錯誤，先切換到 IDE 中測試，以下為 PyCharm 的社群版
執行後，依序輸入 0 到 9 每個數字，結果一樣，我們點擊右上角蟲的圖示，開啟除錯模式看看
PyCharm 整合 pydev 這款式覺化的除錯器 (debugger)
重新執行以後結果一樣
PyCharm 也有些建議修改的選項，燈號出現就可以查看
錯誤共有三種，第一種是語法錯誤 (syntax errot) ， IDE 或直譯器 (interpreter) 會直接挑出來，第二種是執行期間錯誤 (run-time error) ，這一類的錯誤也是由直譯器執行時挑出，或是藉由除錯工具或有除錯工具的 IDE 來分析，第三種也是最麻煩的一種叫做語意錯誤 (semantic error) ，如同這個猜數字程式，程式可以順利執行，卻得不到預期結果。
錯誤其實發生在第 6 行，迴圈 (loop) 的結束條件設定為如果 guess 等於 answer ，就印出 "Right!!" 然後跳出迴圈，隨之結束程式
| 006 | if guess == answer: |
問題是 guess 永遠不會等於 answer ，原因很簡單，因為 answer 是整數型態，而 guess 利用 input() 從命令列擷取輸入，所以 guess 得到的是字串 (string) 而非整數 (integer) ，這裡拿字串跟整數做比較，自然永遠不會相等。
要讓迴圈順利結束有兩種方式，一種是把 answer 轉換為字串，或是把 guess 轉換為整數，這裡採用後者，第 6 行修改如下
| 006 | if int(guess) == answer: |
重新執行就可順利結束
我們把猜數字遊戲的程式碼放在 guessgame.py 的檔案內，要知道一個 Python 程式就是一個模組，模組執行時所有未縮排的程式碼都會優先執行，所以如果這樣做
import guessgame |
引入的程式就會先執行猜數字遊戲一次，如果要避免被 import 後去執行未縮排的程式碼，此時可以把該為縮排的程式碼放在
if __name__ == "__main__": |
之後，這樣做為測試沒有縮排的程式碼就不會被執行了。
以上我們用很簡單只有幾行的猜數字遊戲示範測試、除錯等工作，開發大型程式時卻可能多達數百萬行程式碼，這時候需要把程式拆成許多的小單元分別進行測試，每個小單元都正確無誤後，再組合成完整的程式。
當模組越多，再來就是用資料夾（目錄）整理相關的模組，一個資料夾（目錄）中加入 __init__.py 就構成一個套件 (package) ，模組庫也就是用套件的方式來組織的。
the end
Python 新手之旅 V1.10 (Google Play)
- 單元 1 - Python 的資源
- 單元 2 - Python 的開發工具
- 單元 3 - Python 與數學
- 單元 4 - Python 與物件導向程式設計
- 單元 5 - Python 的測試、除錯與模組
- 單元 6 - Python 中豐富的標準模組庫
- 單元 7 - Python 有各式各類的開發應用
- 單元 8 - Pyhton 的模組庫管理及編譯成執行檔
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