教學課程：在Visual Studio的調試程式中執行程序代碼

發行項
01/26/2025

本文介紹教學課程系列中的第 4 步：在 Visual Studio 中使用 Python。

Visual Studio 提供功能來管理專案、豐富的編輯體驗、互動式視窗，以及 Python 程式代碼的完整功能偵錯。在本教學課程系列的步驟 4 中，您會使用 偵錯工具 逐行執行程式碼，包括迴圈的每次迭代。在 調試程式中，每當特定條件成立時，您就可以暫停程式。在程序暫停時的任何時間點，您可以檢查整個程序狀態，並變更變數的值。這類動作對於追蹤程式 Bug 至關重要，也提供協助以遵循確切的程式流程。

在教學課程的步驟 4 中，您將瞭解如何：

在 Visual Studio 中的 調試程式 中執行 Python 程式代碼
設定斷點和條件
檢查程式狀態和變更變數
探索 調試程式 視窗和動作

先決條件

Python 應用程式專案，其具有 Python 檔案（.py），其中的程式碼是在步驟 2：撰寫和執行 Python 程式代碼，以及步驟 3：使用本教學課程的互動式 REPL 視窗中創建的。

準備 Python 檔案

若要準備偵錯練習，請遵循下列步驟來更新 Python 項目檔，以包含更健全的程式代碼：

在編輯器中開啟 Python 專案檔（.py）。

以下列程式代碼取代檔案中的程序代碼。此版本的程式代碼會展開 make_dot_string 函式，讓您可以在調試程式中檢查其離散步驟。它會將 for 迴圈移至 main 函式，並藉由呼叫 main 函式來明確執行：

from math import cos, radians

# Create a string with spaces proportional to a cosine of x in degrees
def make_dot_string(x):
    rad = radians(x)                             # cos works with radians
    numspaces = int(20 * cos(rad) + 20)          # Scale to 0-40 spaces
    st = ' ' * numspaces + 'o'                   # Place 'o' after the spaces
    return st

def main():
    for i in range(0, 1800, 12):
        s = make_dot_string(i)
        print(s)

main()

開始偵錯

現在您已準備好開始在 調試程式中檢查更新的 Python 程式代碼。

選取工具列上的 [偵錯]>[開始偵錯]，或使用 F5 鍵盤快捷方式，確認程式代碼正常運作。這些命令會在 調試程式中執行程序代碼。

調試程式 不會偵測到任何問題，因此程式會順利執行。輸出視窗隨即開啟，您會看到餘弦波圖案的幾個反覆運算。按下任意按鍵以關閉輸出視窗。

提示

若要在程式完成時自動關閉輸出視窗，請選取 [工具]>[選項]，展開 [Python>偵錯] 索引標籤，然後清除 [進程正常結束時等候輸入] 選項。
使用下列其中一種方法，在 for 循環語句上設定斷點：
- 在程式代碼列的左邊界中選取。
- 以滑鼠右鍵按下程式代碼行，然後選取 [斷點]>[插入斷點]。
- 將插入號放在程式碼行中，然後選取 [偵錯]>[切換斷點]（或使用鍵盤快捷鍵 F9）。
斷點會在標示點停止執行程序代碼，以便檢查程序狀態。每個具有設定斷點的行上會出現一個紅點。
再次啟動 調試程式 （F5）。程序執行中的程式代碼會停止於具有設定斷點的行上。您現在可以檢查呼叫堆疊，並檢查執行中程式代碼的這個狀態變數。

Visual Studio 提供許多方法來觀察程式代碼和執行數據，包括下列視窗：
- 呼叫堆疊 顯示程式代碼的函式和方法呼叫歷程記錄。
- 定義範圍內的變數會出現在 [自動] 視窗中。
- [局部變數] 檢視會顯示Visual Studio在目前範圍中尋找的所有變數（包括函式），甚至在程式碼中定義變數之前也一樣。
若要查看可用視窗和動作的完整清單，請選取 [偵錯]>[Windows]。

您可以開啟 除錯程式 視窗，以在遇到斷點時檢視程式狀態：

使用偵錯動作

當 Visual Studio 在斷點停止程式代碼執行時，有數個命令可用來逐步執行程式碼或執行程式碼區塊，然後再中斷一次。命令可在 Visual Studio 的幾個位置使用，包括 調試程式 工具列、偵錯功能表、程式代碼編輯器中的滑鼠右鍵操作功能表，以及透過鍵盤快捷方式。

調試程式 工具列位於 Visual Studio 視窗頂端，可讓您快速存取最常見的偵錯命令：

下表摘要說明工具列上從左至右出現的這些命令：

行動	捷徑	描述
繼續	F5	執行程序代碼，直到您到達下一個斷點或程式完成為止。
破壞全部	Ctrl+Alt+Break	暫停長時間執行的程式。
停止偵錯	Shift+F5	在目前點停止程式，並退出偵錯器。
重新啟動	Ctrl+Shift+F5	在目前點停止程式，並從調試程式開始重新啟動程式執行，。
顯示下一個語句	Alt+Num+\	返回下一個語句，以在程式碼中執行。此命令可協助您在程式代碼中找出停止調試程式的位置。
邁入	F11	執行下一個語句並停止。如果下一個語句是函式的呼叫，則調試程式逐步執行函式，並在第一行停止。
單步執行	F10	執行下一個語句，包括呼叫函式（執行其所有程序代碼），以及套用任何傳回值。此命令可讓您輕鬆地略過不需要偵錯的函式。
逐步退出	Shift+F11	執行程式代碼直到目前函式的結尾，然後跳到呼叫語句並暫停。當您不需要偵錯目前函式的其餘部分時，此命令會很有用。

請遵循下列步驟，在 Python 程式代碼中使用 調試程式 動作：

使用 逐步執行 動作，跳過 for 迴圈語句。

逐步執行 會導致 調試程式 執行目前的程式代碼行，包括任何呼叫的函式，然後立即暫停。在逐步執行之後，請注意變數 i 現在定義於 局部變數 和 自動變數 視窗中。
逐步執行 下一行程式碼，該行會呼叫 make_dot_string 函式。

在此實例中，步過會導致 偵錯工具 執行整個 make_dot_string 函式，並在函式傳回後暫停。除非有個別的斷點存在，否則 調試程式 不會在函式內停止。
繼續逐一執行程式碼數次，並觀察 [局部變數] 或 [自動] 視窗中的值如何變更。
在 [局部變數] 或 [自動] 視窗中，按兩下變數的 [值] 欄來修改該值。在這裡範例中，將 s 變數的值變更為 'Hello, Python Application'。請務必以單引弧括住值。選取 ，輸入，或點擊數值之外的任何區域以套用您的變更。
繼續逐步執行程式代碼，方法是使用 逐步執行，直到呼叫 make_dot_string 函式為止。

針對函式，步入會導致 除錯器 既呼叫函式，也步入函式代碼。當除錯過程在函式內部時，您可以檢查其局部變數，並逐一執行其程式碼。在此範例中，步入動作會移至 make_dot_string 函式。
繼續執行 ，進入，直到從 make_dot_string 函式傳回為止。

當您到達 make_dot_string 函式程式代碼的結尾時，下一個步驟會將 *調試程式 傳回 for 迴圈，並在 s 變數中使用新的傳回值。

當您再次執行至 print 語句時，請注意，print 語句上的 執行進入 動作不會進入該函式。此行為是因為 print 函式並未以 Python 撰寫。它是 Python 執行環境內的原生碼。
繼續使用 逐步執行，直到再次進入 make_dot_string 函式，然後使用 逐步返回，並注意到 調試程式 會返回 for 迴圈。

使用 Step Out時，調試程式 會執行函式的其餘部分，然後在呼叫的程式代碼中自動暫停。當您逐步執行冗長的函式的某些部分，並想要結束對函式的觀察之後，此動作會很有幫助。步出步過其餘程式碼，或直到到達呼叫代碼中設定的明確斷點為止。
繼續執行程式，直到使用 Continue 到達下一個斷點為止（F5）。由於您在 for 循環中設置了斷點，因此您會在下一次迴圈中中斷。

您可以觀察 [[ 局部變數] 視窗中 s 變數的變更值，以確認程式正在繼續執行。

使用斷點條件

逐步執行循環中的數百次迭代可能會很繁瑣，因此 Visual Studio 允許您將 條件新增至斷點。當您設定斷點條件時，調試程式 只有在符合條件時，才會在斷點暫停程式。

下列步驟示範如何在 for 迴圈語句上定義斷點條件，讓 調試程式 只在 i 變數的值超過 1600 時暫停：

若要設定斷點條件，請以滑鼠右鍵按兩下紅色斷點點，然後選取 [條件] 或使用鍵盤快捷方式 Alt+F9>C。
在 [斷點設定 彈出視窗] 中，配置下列項目以建立條件：
1. 將條件類型設定為 條件表示式。
2. 定義條件評估，當 為真時。
3. 輸入 i > 1600 做為條件值。
4. 選取關閉。
選取 F5 以繼續偵錯和程序執行。請注意程式在到達條件斷點之前會執行多次迭代。

您可以確認 調試程式 到達條件斷點時，正確地暫停程序執行。符合條件時，[局部變數] 視窗會將 i 變數值顯示為 1608。
若要讓程式完整執行，您可以停用斷點並繼續程式的執行。
1. 將滑鼠停留在紅點上，然後選取 [停用]，或以滑鼠右鍵點選紅點，然後選取 [停用斷點]。
2. 選取繼續（或按 F5）來執行程式。
程序結束時，Visual Studio 會停止偵錯會話，並返回編輯模式。

您也可以刪除斷點。選取紅點或以滑鼠右鍵按下該點，然後選取 刪除斷點。此動作也會刪除任何已定義的條件。

提示

在某些情況下，例如無法啟動 Python 解釋器本身時，Python 輸出視窗可能會在程式執行完畢後立刻關閉，而不會暫停或顯示「按任意鍵以繼續」提示。若要強制暫停並提示，請將 -i 自變數新增 至 [偵錯] 索引標籤上的 [執行>解釋器自變數] 欄位。這個自變數會在程式代碼執行之後，讓 Python 解釋器進入互動式模式。程式會等候您選取 ctrl+Z+Enter 來關閉視窗。

下一步

步驟 5：安裝套件和管理 Python 環境

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