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开始使用Python调试器
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Python生态系统包含丰富的工具和库，可以改善开发人员的生活。 例如，杂志之前已经介绍了如何[使用交互式shell增强Python][1]。 本文重点介绍另一种可以节省时间并提高Python技能的工具：Python调试器。
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### Python调试器
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Python标准库提供了一个名为pdb的调试器。 此调试器提供了调试所需的大多数功能，如断点，单行步进，堆栈帧的检查等等。
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pdb的基本知识很有用，因为它是标准库的一部分。 你可以在无法安装其他增强的调试器的环境中使用它。
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#### 运行pdb
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运行pdb的最简单方法是从命令行，将程序作为参数传递给debug。 考虑以下脚本：
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```
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# pdb_test.py
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#!/usr/bin/python3
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from time import sleep
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def countdown(number):
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for i in range(number, 0, -1):
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print(i)
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sleep(1)
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if __name__ == "__main__":
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seconds = 10
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countdown(seconds)
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```
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你可以从命令行运行pdb，如下所示：
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```
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$ python3 -m pdb pdb_test.py
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> /tmp/pdb_test.py(1)<module>()
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-> from time import sleep
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(Pdb)
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```
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使用pdb的另一种方法是在程序中设置断点。 为此，请导入pdb模块并使用set_trace函数：
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```
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# pdb_test.py
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#!/usr/bin/python3
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from time import sleep
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def countdown(number):
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for i in range(number, 0, -1):
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import pdb; pdb.set_trace()
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print(i)
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sleep(1)
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if __name__ == "__main__":
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seconds = 10
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countdown(seconds)
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$ python3 pdb_test.py
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> /tmp/pdb_test.py(6)countdown()
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-> print(i)
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(Pdb)
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```
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脚本在断点处停止，pdb显示脚本中的下一行。 你也可以在失败后执行调试器。 这称为*事后调试（postmortem debugging）*。
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#### 导航执行堆栈
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调试中的一个常见用例是导航执行堆栈。 Python调试器运行后，以下命令很有用：
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+ w(here) : 显示当前执行的行以及执行堆栈的位置。
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```
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$ python3 test_pdb.py
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> /tmp/test_pdb.py(10)countdown()
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-> print(i)
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(Pdb) w
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/tmp/test_pdb.py(16)<module>()
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-> countdown(seconds)
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> /tmp/test_pdb.py(10)countdown()
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-> print(i)
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(Pdb)
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```
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+ l(ist) : 显示当前位置周围更多的上下文（代码）。
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```
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$ python3 test_pdb.py
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> /tmp/test_pdb.py(10)countdown()
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-> print(i)
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(Pdb) l
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5
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6
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7 def countdown(number):
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8 for i in range(number, 0, -1):
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9 import pdb; pdb.set_trace()
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10 -> print(i)
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11 sleep(1)
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12
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13
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14 if __name__ == "__main__":
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15 seconds = 10
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```
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+ u(p)/d(own) : 向上或向下导航调用堆栈。
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```
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$ py3 test_pdb.py
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> /tmp/test_pdb.py(10)countdown()
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-> print(i)
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(Pdb) up
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> /tmp/test_pdb.py(16)<module>()
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-> countdown(seconds)
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(Pdb) down
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> /tmp/test_pdb.py(10)countdown()
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-> print(i)
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(Pdb)
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```
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#### 单步执行程序
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pdb提供以下命令来执行和单步执行代码：
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+ n(ext): 继续执行，直到达到当前函数中的下一行，否则返回
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+ s(tep): 执行当前行并在第一个可能的场合停止（在被调用的函数或当前函数中）
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+ c(ontinue): 继续执行，仅在断点处停止。
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```
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$ py3 test_pdb.py
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> /tmp/test_pdb.py(10)countdown()
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-> print(i)
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(Pdb) n
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10
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> /tmp/test_pdb.py(11)countdown()
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-> sleep(1)
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(Pdb) n
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> /tmp/test_pdb.py(8)countdown()
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-> for i in range(number, 0, -1):
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(Pdb) n
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> /tmp/test_pdb.py(9)countdown()
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-> import pdb; pdb.set_trace()
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(Pdb) s
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--Call--
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> /usr/lib64/python3.6/pdb.py(1584)set_trace()
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-> def set_trace():
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(Pdb) c
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> /tmp/test_pdb.py(10)countdown()
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-> print(i)
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(Pdb) c
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9
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> /tmp/test_pdb.py(9)countdown()
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-> import pdb; pdb.set_trace()
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(Pdb)
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```
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该示例显示了next和step之间的区别。 实际上，当使用step时，调试器会进入pdb模块源代码，而接下来就会执行set_trace函数。
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#### 检查变量内容
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pdb非常有用的地方是检查执行堆栈中存储的变量的内容。 例如，a(rgs)命令打印当前函数的变量，如下所示：
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```
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py3 test_pdb.py
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> /tmp/test_pdb.py(10)countdown()
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-> print(i)
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(Pdb) where
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/tmp/test_pdb.py(16)<module>()
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-> countdown(seconds)
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> /tmp/test_pdb.py(10)countdown()
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-> print(i)
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(Pdb) args
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number = 10
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(Pdb)
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```
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pdb打印变量的值，在本例中是10。
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可用于打印变量值的另一个命令是p(rint)。
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```
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$ py3 test_pdb.py
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> /tmp/test_pdb.py(10)countdown()
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-> print(i)
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(Pdb) list
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5
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6
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7 def countdown(number):
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8 for i in range(number, 0, -1):
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9 import pdb; pdb.set_trace()
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10 -> print(i)
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11 sleep(1)
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12
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13
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14 if __name__ == "__main__":
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15 seconds = 10
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(Pdb) print(seconds)
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10
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(Pdb) p i
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10
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(Pdb) p number - i
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0
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(Pdb)
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```
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如示例中最后的命令所示，print可以在显示结果之前计算表达式。
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[Python文档][2]包含每个pdb命令的参考和示例。 对于开始使用Python调试器人来说，这是一个有用的读物。
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### 增强的调试器
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一些增强的调试器提供了更好的用户体验。 大多数为pdb添加了有用的额外功能，例如语法突出高亮，更好的回溯和自我检查。 流行的增强调试器包括[IPython的ipdb][3]和[pdb ++][4]。
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这些示例显示如何在虚拟环境中安装这两个调试器。 这些示例使用新的虚拟环境，但在调试应用程序的情况下，应使用应用程序的虚拟环境。
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#### 安装IPython的ipdb
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要安装IPython ipdb，请在虚拟环境中使用pip：
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$ python3 -m venv .test_pdb
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$ source .test_pdb/bin/activate
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(test_pdb)$ pip install ipdb
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要在脚本中调用ipdb，必须使用以下命令。 请注意，该模块称为ipdb而不是pdb：
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```
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import ipdb; ipdb.set_trace()
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```
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IPython的ipdb也可以在Fedora包中使用，所以你可以使用Fedora的包管理器dnf来安装它：
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```
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$ sudo dnf install python3-ipdb
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```
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#### 安装pdb++
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你可以类似地安装pdb++：
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```
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$ python3 -m venv .test_pdb
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$ source .test_pdb/bin/activate
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(test_pdb)$ pip install pdbp
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```
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pdb++重写了pdb模块，因此你可以使用相同的语法在程序中添加断点：
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```
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import pdb; pdb.set_trace()
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```
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### Conclusion
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学习如何使用Python调试器可以节省你在排查应用程序问题时的时间。 对于了解应用程序或某些库的复杂部分如何工作也是有用的，从而提高Python开发人员的技能。
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via: https://fedoramagazine.org/getting-started-python-debugger/
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作者：[Clément Verna][a]
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选题：[lujun9972](https://github.com/lujun9972)
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译者：[Flowsnow](https://github.com/Flowsnow)
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校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID)
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||
本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出
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[a]:https://fedoramagazine.org
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[1]:https://fedoramagazine.org/enhance-python-interactive-shell
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[2]:https://docs.python.org/3/library/pdb.html
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[3]:https://github.com/gotcha/ipdb
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[4]:https://github.com/antocuni/pdb
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