4.3 · 调试技巧

目标： 系统隔离 bug。

调试心态

复现 —— 找一个稳定触发 bug 的输入。
隔离 —— 缩到涉及代码的最小部分。
假设 —— 猜原因。
测假设 —— 改一处再跑。
修 —— 最小改动。
加测试 —— 防回归。

技术

1 · `print` 调试

在可疑处插入 print 显示变量值。

python

def average(nums):
    print("DEBUG: nums =", nums)
    total = sum(nums)
    print("DEBUG: total =", total)
    return total / len(nums)

低科技但有效。修好后删掉。

2 · 用 IDE 调试器

设断点、逐行执行、检查变量。Thonny、VS Code、PyCharm 都支援。

3 · 纸上追踪表

bug 是逻辑性的时，用笔纸过代码（模块 D 第 2.5 节）。

4 · 二分法（二分搜 bug）

100 行代码重构后出 bug，注释掉新加代码的一半再测。在剩余的一半上重复。

5 · 小黄鸭调试

对无生命物体（或朋友）一行行解释你的代码。说出口的过程常露出 bug。

6 · 与工作版本对比

用了 git，跑 git diff 看程序上次能跑后改了什么。

实例

python

def factorial(n):
    result = 1
    for i in range(n):           # BUG：应为 range(1, n+1)
        result *= i              # i 从 0 起 → result 变 0！
    return result

print(factorial(5))   # 0，不是 120

调试步骤：

复现 —— factorial(5) 返回 0。
隔离 —— 只有一个循环和一个乘法。
假设 —— 也许范围错。
测 —— 在循环里加 print(i, result)：
```
0 0
1 0
2 0
3 0
4 0
```
1
2
3
4
5
啊哈！ i 从 0 起，乘 0 → 永远 0。
修 —— range(1, n+1)。

比较不同解法

课程鼓励学生比较同一问题的不同解法在：

步数
内存使用
可读性

养成「有没有更好的方法？」的习惯。

学生常见错误

一次改太多 —— 分不清哪修起了作用。
随机改（「试试看…」）而非按假设。
最终提交前忘删 debug print。
不写抓 bug 的测试防回归。

考试式题目

题（5 分）： 程序本该印 1+2+…+n 的和，但 n=5 时印 10 不是 15。
(a) 识别最可能的错误类型。 (b) 描述能帮忙找原因的三种调试技术。

参考答案：

(a) 逻辑错误 —— 程序跑但和错。

(b) 三种技术：

在纸上做追踪表，对 n=5 逐轮过并跟期望对比。
Print 调试 —— 在循环里加 print(i, total) 看运行总和如何演变。
用 IDE 调试器步进，在循环设断点，每轮检查变量。

关键要点

系统调试：复现 → 隔离 → 假设 → 测 → 修 → 再测。
多种技术可用；先用最便宜的。
没测试的修复是早晚回来的 bug。

模块 D 总结

自测：

能手工追踪 15 行伪代码吗？
能在 Python 里从零实现线性查找、min/max/avg 吗？
能列 3 种错误类型并举例吗？
能描述 3 种调试技术吗？

➡️ 下一模块：模块 E · 社会影响

4.3 · 调试技巧 ​

调试心态 ​

技术 ​

1 · print 调试 ​

2 · 用 IDE 调试器 ​

3 · 纸上追踪表 ​

4 · 二分法（二分搜 bug） ​

5 · 小黄鸭调试 ​

6 · 与工作版本对比 ​

实例 ​

比较不同解法 ​

学生常见错误 ​

考试式题目 ​

关键要点 ​

模块 D 总结 ​