4.3 · 調試技巧

目標： 系統隔離 bug。

調試心態

1. 復現 —— 找一個穩定觸發 bug 的輸入。
2. 隔離 —— 縮到涉及代碼的最小部分。
3. 假設 —— 猜原因。
4. 測假設 —— 改一處再跑。
5. 修 —— 最小改動。
6. 加測試 —— 防迴歸。

技術

1 · print 調試

在可疑處插入 print 顯示變數值。

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

低科技但有效。修好後刪掉。

2 · 用 IDE 調試器

設斷點、逐行執行、檢查變數。Thonny、VS Code、PyCharm 都支援。

3 · 紙上追蹤表

bug 是邏輯性的時，用筆紙過代碼（模組 D 第 2.5 節）。

4 · 二分法（二分搜 bug）

100 行代碼重構後出 bug，註釋掉新加代碼的一半再測。在剩餘的一半上重複。

5 · 小黃鴨調試

對無生命物體（或朋友）一行行解釋你的程式碼。説出口的過程常露出 bug。

6 · 與工作版本對比

用了 git，跑 git diff 看程序上次能跑後改了什麼。

實例

def factorial(n):
    result = 1
    for i in range(n):           # BUG：應為 range(1, n+1)
        result *= i              # i 從 0 起 → result 變 0！
    return result

print(factorial(5))   # 0，不是 120

調試步驟：

1. 復現 —— factorial(5) 返回 0。
2. 隔離 —— 只有一個迴圈和一個乘法。
3. 假設 —— 也許範圍錯。
4. 測 —— 在迴圈里加 print(i, result)：

   0 0
   1 0
   2 0
   3 0
   4 0

5. 啊哈！ i 從 0 起，乘 0 → 永遠 0。
6. 修 —— range(1, n+1)。

比較不同解法

課程鼓勵學生比較同一問題的不同解法在：

• 步數
• 記憶體使用
• 可讀性

養成「有沒有更好的方法？」的習慣。

學生常見錯誤

• 一次改太多 —— 分不清哪修起了作用。
• 隨機改（「試試看…」）而非按假設。
• 最終提交前忘刪 debug print。
• 不寫抓 bug 的測試防迴歸。

考試式題目

題（5 分）： 程序本該印 1+2+…+n 的和，但 n=5 時印 10 不是 15。

(a) 識別最可能的錯誤類型。 (b) 描述能幫忙找原因的三種調試技術。

參考答案：

(a) 邏輯錯誤 —— 程序跑但和錯。

(b) 三種技術：

1. 在紙上做追蹤表，對 n=5 逐輪過並跟期望對比。
2. Print 調試 —— 在迴圈里加 print(i, total) 看執行總和如何演變。
3. 用 IDE 調試器步進，在迴圈設斷點，每輪檢查變數。

關鍵要點

• 系統調試：復現 → 隔離 → 假設 → 測 → 修 → 再測。
• 多種技術可用；先用最便宜的。
• 沒測試的修復是早晚回來的 bug。

模組 D 總結

自測：

• 能手工追蹤 15 行偽程式碼嗎？
• 能在 Python 裏從零實現線性查找、min/max/avg 嗎？
• 能列 3 種錯誤類型並舉例嗎？
• 能描述 3 種調試技術嗎？

➡️ 下一模組：模組 E · 社會影響