代码调试和性能分析
高级编程技巧 学习笔记
一、调试和性能分析
1.1、使用 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？但是，当大项目中存在多种语言时，使用 debug 会存在问题。
1.2、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
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"，"print()"：
(Pdb) p a
1
(Pdb) print(b)
2
- 除了打印，常见的操作还有
"n"、"next"，表示继续执行代码到下一行
(Pdb) n
-> func()
(Pdb) next
enter func()
-> 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
-> c = 3
(Pdb) l
8
9 def func():
10 print('enter func()')
11
12 pdb.set_trace()
13 -> c = 3
14 func()
15 print(a + b + c)
16
17
18
- 命令
"s"，就是step into的意思，即进入相对应的代码（函数）内部
(Pdb) s
--Call--
-> def func():
- 命令
"q"退出
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
二、用 cProfile 进行性能分析
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
import cProfile
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
# print(fib_seq(30))
cProfile.run('fib_seq(30)')
- 测试一下这段代码总的效率以及各个部分的效率
参数介绍：
（1）ncalls，是指相应代码 / 函数被调用的次数。
（2）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）。
（3）tottime percall，就是上述两者相除的结果，也就是 tottime / ncalls。
（4）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。
（5）cumtime percall，则是 cumtime 和 ncalls 相除的平均结果。