Eine Anleitung für Anfänger zum effektiven Debuggen von Python-Funktionen

Python-Programmierer stoßen manchmal auf Fehler, und das gilt nicht nur für Anfänger. Der Schlüssel, um herauszufinden, was falsch ist (und unsere Fehler zu beheben), ist die Fehlersuche. Am Ende dieses Artikels werden Sie die häufigsten Fehlerarten kennen, denen Sie in Python begegnen, und wissen, wie Sie sie beheben können.

Was ist Debugging überhaupt?

Egal, wie gut Sie programmieren, es wird immer Fehler geben, die Sie beseitigen müssen, um sicherzustellen, dass das Programm wie erwartet funktioniert. Debugging bedeutet, ein Problem zu identifizieren, das verhindert, dass der Code wie erwartet ausgeführt wird, und das Problem zu beheben oder einen Weg zu finden, es zu umgehen. Ich erinnere mich an mein erstes Python-Projekt nach "Hello World" Es enthielt so viele Fehler, dass sich der Compiler von mir verabschiedete. Wenn Sie Python installiert haben, können wir gleich loslegen, damit Ihnen nicht dasselbe passiert.

Was sind einige häufige Funktionsfehler in Python?

Wenn ein Stück Code Fehler hat, lässt er sich nicht kompilieren oder ausführen. Normalerweise sagt Ihnen ein Compiler oder Interpreter für die Programmiersprache, welche Art von Fehler vorliegt. Es liegt dann an Ihnen, herauszufinden, wie Sie den Fehler beheben können. Zu den häufigsten Fehlertypen in Python gehören:

Syntax-Fehler

Alle Programmiersprachen haben eine Struktur, die als Syntax bezeichnet wird, ähnlich wie die Grammatik in geschriebener oder gesprochener Sprache. Wenn etwas nicht den Syntaxregeln entspricht, gibt der Compiler eine Fehlermeldung aus, meist mit einem Vorschlag, wie man den Fehler beheben kann.

Im folgenden Code würde sich der Compiler beschweren, dass er einen Doppelpunkt (:) nach der "if"-Anweisung erwartet, da dieses Symbol den Beginn eines neuen Blocks kennzeichnet.

print("Hallo, Welt!")
>if 5 3
print("5 ist größer als 3")

Laufzeitfehler (Ausnahmen)

Wie der Name schon sagt, tritt ein Laufzeitfehler auf, während das Programm läuft. Diese sind etwas schwieriger herauszufinden, da der Compiler sie nicht abfängt und sie nur angezeigt werden, wenn Sie das Programm ausführen. Sie werden auch als Exceptions bezeichnet und führen in der Regel dazu, dass das Programm während der Ausführung stecken bleibt und zwangsweise geschlossen werden muss.

Im folgenden Code ist die Division durch 0 in der Mathematik eine Todsünde und führt zur Laufzeit zu einem "divide by zero"-Fehler.

def divide(a, b):
return a / b

result = divide(10, 0)
print(result)

Logik-Fehler

Logikfehler treten auf, wenn ein Programm ein falsches Ergebnis liefert oder abnormal ausgeführt wird. Normalerweise sind Logikfehler der Fehler des Programmierers, aber sie können genauso schwer zu finden sein, da sie kompiliert werden können und es dem Programmierer erlauben, das Programm auszuführen. Der Programmierer weiß nur, dass ein Logikfehler vorliegt, wenn er Testdaten eingibt und die falsche Antwort erhält.

Der folgende Code liefert die falsche Antwort, weil er i 1 Einträge addieren sollte und stattdessen nur bis i addiert, wodurch der letzte Wert in der Summe effektiv ausgeschlossen wird.

def calculate_sum(n):
total = 0
for i in range(n):
total = i # Addiert fälschlicherweise 'i' statt 'i 1'
return total

result = calculate_sum(5)
print(result)

Wie fange ich mit dem Debuggen an?

Wie kann man mit dem Debuggen von Python-Funktionen effektiv beginnen? Einige der effektivsten Methoden zur Fehlersuche in einem Programm sind:

• Identifizieren Sie die Art des Problems, das Sie haben: Finden Sie heraus, ob Ihr Problem ein Syntax-, Laufzeit- oder Logikfehler ist. Syntaxfehler sind am einfachsten zu lösen, da eine schnelle Online-Suche in der Regel eine Antwort liefern kann. Die anderen erfordern eine eingehendere Untersuchung.
• Verwenden Sie die Druckanweisung, um die Programmausführung zu verfolgen: Wenn Sie einen Code haben, können Sie ihn oft dazu zwingen, eine einfache Anweisung in das Debug-Protokoll auszugeben. Wenn die Anweisung ausgelöst wird, bedeutet dies, dass der Code ausgeführt wurde. Wenn die Anweisung nicht angezeigt wird, kann sie auf die Funktion oder das Codestück verweisen, das Ihr Problem verursacht.
• Verwenden Sie den Python-Debugger: Druckanweisungen sind eine Debugging-Methode für Anfänger, aber für fortgeschrittene Programmierer ermöglicht die Verwendung des Python-Debuggers eine bessere Verfolgung der Programmausführung. Mit dem Debugger können Sie den Code Zeile für Zeile ausführen, um zu sehen, wo genau ein Problem auftritt. Die Verwendung des Debuggers erfordert einige Zeit, aber es ist ein mächtiges Werkzeug, das jeder Entwickler kennen sollte. Einsteiger können hier mehr darüber erfahren.

Eine Checkliste für effektives Debugging in Python

Das Wichtigste zuerst - keine Panik. Python ist eine so leicht zugängliche Sprache, dass sogar Kinder sie benutzen können, also sollten Sie es auch können, oder? Sie können schnell herausfinden, was mit Ihrem Code nicht in Ordnung ist, wenn Sie diese praktische Checkliste befolgen:

• Gibt es eine Fehlermeldung? Wenn es eine Fehlermeldung gibt, handelt es sich wahrscheinlich um einen Syntaxfehler, und Sie können in der Regel herausfinden, was falsch ist, indem Sie die Dokumentation lesen oder sich die Compiler-Vorschläge ansehen. Die Fehlermeldungen enthalten in der Regel praktische Details, die dem Programmierer helfen, das Problem zu lösen.
• Haben Sie zwischen den einzelnen Codeabschnitten Tests durchgeführt? Große Codeblöcke können bei der Fehlersuche Kopfschmerzen bereiten. Idealerweise sollten Sie Ihre Codierung und Ihre Tests in kleinere Blöcke aufteilen und jeden Block separat testen. Wenn ich zum Beispiel eine Funktion implementiere, teste ich sie jedes Mal, um sicherzustellen, dass sie wie erwartet funktioniert. Mit dieser Methode ist es einfacher, nicht-syntaktische Fehler zu finden und zu beheben, bevor die Codebasis zu umfangreich wird.
• Haben Sie online nach einer Lösung gesucht? Kein Python-Fehler, den ein Programmierer hat, ist neu. Viele Leute werden ein ähnliches Problem gehabt haben, und Online-Foren bieten die beste Möglichkeit, mehrere Lösungen zu finden. Wenn Sie die Schritte zur Lösung Ihres Fehlers befolgen, erfahren Sie, was mit dem Code falsch war. Vielleicht erfahren Sie sogar, warum der Fehler überhaupt aufgetreten ist.

Lassen Sie sich nicht von Fehlern abschrecken

Fehler gehören zum Programmieren wie das Atmen zu Ihnen. Manchmal können selbst die erfahrensten Programmierer aufgrund von Unachtsamkeit oder Schlafmangel Probleme bekommen. Fehler werden passieren, und wenn sie passieren, sollte das Ziel sein, herauszufinden, warum sie passiert sind, und daraus zu lernen. Mit diesen Tipps können Sie Ihre Python-Probleme schneller finden und beheben, bevor sie Sie frustrieren.