如何直觀地理解程序的運行過程？

Olivia 發(fā)布于2019-07-31 11:14 / 2851人閱讀

摘要：了解代碼的執(zhí)行過程是編程的基本要求。還有種方法就是使用提供的調(diào)試功能，通過添加斷點和單步運行，了解程序的運行狀態(tài)。對于初學編程，難以理解程序運行過程的苦手來說，絕對可稱之為神器。每天共執(zhí)行和演示超過段程序。

了解代碼的執(zhí)行過程是編程的基本要求。一個熟練的編程老手只需要用肉眼看著代碼，就能對其運行的過程有所了解。然而對于剛接觸編程不久的新手來說，這種事情就沒那么顯而易見了。于是在編寫代碼和調(diào)試代碼時，一旦程序的邏輯有些復(fù)雜，就像掉進代碼的迷宮，完全不知道東南西北。

所以，每當有人對自己的代碼沒有給出預(yù)想結(jié)果而百思不得其解，無奈尋求幫助時，我都會建議在程序中增加輸出，一方面是根據(jù)不同輸出的先后順序來判斷程序的運行路徑，另一方面則是觀察各變量在運行過程中的實際數(shù)值，確認是在哪里發(fā)生了錯誤。

還有種方法就是使用 IDE 提供的調(diào)試功能，通過添加斷點和單步運行，了解程序的運行狀態(tài)。Visual Studio、Eclipse、xCode 等常見的 IDE 幾乎都提供了調(diào)試工具。對于 Python，也可以使用 pdb 庫來實現(xiàn)斷點調(diào)試。

上述兩種途徑應(yīng)該是大部分程序員 debug 時候的基本套路。但同樣的，對于新手來說，即使這樣的工具，用起來仍然有些費力。

有時我會選擇在紙上畫出一些流程和圖形來向人解釋程序，雖然效果會好些，但顯然不是一種可以廣泛推廣的方式。后來意外發(fā)現(xiàn)有一款工具滿足了此類需求，非常適合新手，可以讓你直觀地“看”出程序是怎么運行的。對于初學編程，難以理解程序運行過程的苦手來說，絕對可稱之為“神器”。

這就是 Online Python Tutor 。一款免費的在線代碼運行及演示工具。

項目地址：pythontutor.com

關(guān)于此項目的介紹（摘自網(wǎng)絡(luò)，出處未知）：

Online Python Tutor 是由 Philip Guo 開發(fā)的一個免費教育工具，可幫助學生攻克編程學習中的基礎(chǔ)障礙，理解每一行源代碼在程序執(zhí)行時在計算機中的過程。通過這個工具，教師或?qū)W生可以直接在 Web 瀏覽器中編寫 Python 代碼，并一步一步可視化地執(zhí)行程序。

截至 2013 年 12 月，來自 165 個國家和地區(qū)共 50 萬多人使用了這個在線工具，通常是用作教材、講義或在線編程指南的補充。每天共執(zhí)行和演示超過 6,000 段 Python 程序。除了自學的初學者，Online Python Tutor 的用戶還包括了那些參加 Coursera、edX 和 Udacity 等在線課程的學生，還有諸如 MIT、UC 伯克利等高校的教師。

Python Tutor 支持 2.7 和 3.3 兩個版本的 Python。

除了 Python 外，還可運行 Java、JavaScript、TypeScript、Ruby，另外也有支持 C、C++ 的版本。

可以通過一行 JS 代碼，把此工具嵌入到你自己的頁面中。

也可以生成鏈接，把你的代碼直接分享給別人。

附帶單元測試功能。

網(wǎng)站上還提供了很多的實例，其中包括一些比較經(jīng)典的算法。

再來體驗一下其使用過程：

在編輯器里輸入代碼，點擊 “Visualize Execution” 即可運行并演示。


import random

def fn(x):
    return x**2

result = []
for i in range(3):
    t = random.randint(1, 10)
    print t
    r = fn(t)
    result.append(r)
print result

我用了段包含循環(huán)、列表、函數(shù)、模塊的代碼片段。看看效果如何：