第4章 python程序调试和性能分析

1、调试和性能分析

用 pdb 进行代码调试
首先，我们来看代码的调试。也许不少人会有疑问：代码调试？说白了不就是在程序中使用 print() 语句吗？

没错，在程序中相应的地方打印，的确是调试程序的一个常用手段，但这只适用于小型程序。因为你每次都得重新运行整个程序，或是一个完整的功能模块，才能看到打印出来的变量值。如果程序不大，每次运行都非常快，那么使用 print()，的确是很方便的。

可能又有人会说，现在很多的 IDE 不都有内置的 debug 工具吗？

2、如何使用 pdb

首先，要启动 pdb 调试，我们只需要在程序中，加入import pdb和pdb.set_trace()这两行代码就行了

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

这时，我们就可以执行，在 IDE 断点调试器中可以执行的一切操作，比如打印，语法是"p "：

(pdb) p a
1
(pdb) p b
2

除了打印，常见的操作还有“n”，表示继续执行代码到下一行
(pdb) n
-> print(a + b + c)
而命令l，则表示列举出当前代码行上下的 11 行源代码，方便开发者熟悉当前断点周围的代码状态

(pdb) l
1 a = 1
2 b = 2
3 import pdb
4 pdb.set_trace()
5 -> c = 3
6 print(a + b + c)

命令“s“，就是 step into 的意思，即进入相对应的代码内部。

当然，除了这些常用命令，还有许多其他的命令可以使用

参考对应的官方文档：https://docs.python.org/3/library/pdb.html#module-pdb%EF%BC%89

3、用 cProfile 进行性能分析

关于调试的内容，我主要先讲这么多。事实上，除了要对程序进行调试，性能分析也是每个开发者的必备技能。

日常工作中，我们常常会遇到这样的问题：在线上，我发现产品的某个功能模块效率低下，延迟高，占用的资源多，但却不知道是哪里出了问题。

这时，对代码进行 profile 就显得异常重要了。

这里所谓的 profile，是指对代码的每个部分进行动态的分析，比如准确计算出每个模块消耗的时间等。

计算斐波拉契数列，运用递归思想

def fib(n):
    if n == 0:
        return 0
    elif n == 1:
        return 1
    else:
        return fib(n-1) + fib(n-2)

def fib_seq(n):
    res = []
    if n > 0:
        res.extend(fib_seq(n-1))
    res.append(fib(n))
    return res

fib_seq(30)
接下来，我想要测试一下这段代码总的效率以及各个部分的效率

import cProfile
cProfile.run(‘fib_seq(30)’)

参数介绍：

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，这里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。