19 pdb & cProfile:调试和性能分析

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用 pdb 进行代码调试

单步调试,通过在用户终端命令 python -m pdb xxx.py 启动脚本进入单步执行模式;或者在程序中, 加入 “import pdb” 和 “pdb.set_trace()” 这两行代码启动 pdb 调试。

pdb命令行:

    1)进入命令行Debug模式,python -m pdb xxx.py  这个格式是固定的

          之所以可以这样做,主要是因为pdb.py 可以被当做一个脚本执行。

    2)h:(help)帮助

    3)w:(where)打印当前执行堆栈

    4)d:(down)执行跳转到在当前堆栈的深一层(个人没觉得有什么用处)

    5)u:(up)执行跳转到当前堆栈的上一层

    6)b:(break)添加断点

                 b 列出当前所有断点,和断点执行到统计次数

                 b line_number:当前脚本的line_no行添加断点

                 b filename:line_number:脚本filename的line_no行添加断点

                 b function:在函数function的第一条可执行语句处添加断点

    7)tbreak:(temporary break)临时断点

                 在第一次执行到这个断点之后,就自动删除这个断点,用法和b一样

    8)cl:(clear)清除断点

                cl 清除所有断点

                cl bpnumber1 bpnumber2... 清除断点号为bpnumber1,bpnumber2...的断点

                cl line_number 清除当前脚本line_number行的断点

                cl filename:line_number 清除脚本filename的line_number行的断点

    9)disable:停用断点,参数为bpnumber,和cl的区别是,断点依然存在,只是不启用

    10)enable:激活断点,参数为bpnumber(即哪一个断点,1,2,3,4......)

    11)s:(step)执行下一条命令

                如果本句是函数调用,则s会执行到函数的第一句

    12)n:(next)执行下一条语句

                如果本句是函数调用,则执行函数,接着执行当前执行语句的下一条。

    13)r:(return)执行当前运行函数到结束

    14)c:(continue)继续执行,直到遇到下一条断点,这个比较重要,常常和断点结合起来使用。

    15)l:(list)列出源码

                 l 列出当前执行语句周围11条代码

                 l first 列出first行周围11条代码

                 l first second 列出first--second范围的代码,如果second<first,second将被解析为行数

    16)a:(args)列出当前执行函数的函数

    17)p expression:(print)输出expression的值

           比如:(Pdb) p 1+2

                   这里会打印出 3

          再比如:(Pdb) p c    #这里用来查看某个变量c的值

    18)pp expression:好看一点的p expression

    19)run:重新启动debug,相当于restart

    20)q:(quit)退出debug

    21)j lineno:(jump)设置下条执行的语句函数

                只能在堆栈的最底层跳转,向后重新执行,向前可直接执行到行号

    22)unt:(until)执行到下一行(跳出循环),或者当前堆栈结束

    23)condition bpnumber conditon,给断点设置条件,当参数condition返回True的时候bpnumber断点有效,否则bpnumber断点无效

使用set_trace()设置断点

import pdb
a = 1
b = 2
pdb.set_trace()
c = 3
print(a + b + c)

运行这个程序时,会在“pdb.set_trace()” 暂停,后面就可以通过上面的命令进行调试


image.png

cProfile 进行性能分析

导入cProfile 这个模块, 并且在最后运行cProfile.run() ,或者python3 -m cProfile xxx.py

例子斐波拉契数列

import cProfile
def fib1(n):
    if n == 0:
        return 0
    elif n == 1:
        return 1
    else:
        return fib1(n-1) + fib1(n-2)
def fib_seq1(n):
    res = []
    if n > 0:
        res.extend(fib_seq1(n-1))
    res.append(fib1(n))
    return res
cProfile.run('fib_seq1(30)')
cProfile01.png
  • ncalls, 是指相应代码 / 函数被调用的次数;
  • tottime, 是指对应代码 / 函数总共执行所需要的时间(注意, 并不包括它调用的其他代码 /函数的执行时间) ;
  • tottime percall, 就是上述两者相除的结果, 也就是 tottime / ncalls ;
  • cumtime, 则是指对应代码 / 函数总共执行所需要的时间, 包括了它调用的其他代码 / 函数的执行时间;
  • cumtime percall, 则是 cumtime 和 ncalls 相除的平均结果。

可以清晰看到函数 fib(), 被调用了 700 多万次。

优化:

import cProfile
def fib1(n):
    if n == 0:
        return 0
    elif n == 1:
        return 1
    else:
        return fib1(n-1) + fib1(n-2)
def fib_seq1(n):
    res = []
    if n > 0:
        res.extend(fib_seq1(n-1))
    res.append(fib1(n))
    return res
cProfile.run('fib_seq1(30)')
def memoize(f):
    memo = {}
    def helper(x):
        if x not in memo:
            memo[x] = f(x)
        return memo[x]
    return helper
@memoize
def fib2(n):
    if n == 0:
        return 0
    elif n == 1:
        return 1
    else:
        return fib2(n-1) + fib2(n-2)
def fib_seq2(n):
    res = []
    if n > 0:
        res.extend(fib_seq2(n-1))
    res.append(fib2(n))
    return res
cProfile.run('fib_seq2(30)')
cProfile02.png

参考资料:

极客时间 Python核心技术与实战学习

Python核心技术与实战(极客时间)链接:
http://gk.link/a/103Sv

pdb — The Python Debugger:
https://docs.python.org/3/library/pdb.html#module-pdb

The Python Profilers:
https://docs.python.org/3.7/library/profile.html

python高级调试技巧(一)——原生态的pdb调试:
https://blog.csdn.net/qq_27825451/article/details/85600992

python模块-cProfile和line_profiler:
https://blog.csdn.net/weixin_40304570/article/details/79459811


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https://github.com/lichangke/LeetCode

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