python的pep8编码规范和代码调试（pdb，ipdb，debug）

Posted 2021-02-28

一、python的pep8编码规范

通常会听别人提到PEP8，但是具体指什么内容呢?《Python Enhancement Proposal #8》 （8号python增强提案）又叫PEP8，它是针对python而编订的代码格式指南。

编程语言不是艺术，而是工作或者工具，所以整理并遵循一套编码规范十分必要。

1、每个缩进层级使用4个空格。
2、每行最多79个字符。
3、顶层的函数（def）或类（class）的定义之间空两行。
4、采用ASCII或UTF-8编码文件。（就是在里面表明编码格式，ASCII编码格式或者是UTF-8的编码格式）
5、在文件的顶端，注释和文档说明之下，每行每条import语句只导入一个模块，
同时要按标准库、第三方库和本地库的导入顺序进行分组。（标准库是下载python后就有的，也就是python自带的，要是需要下载，无论是pip还是其他，都是第三方库。而本地库就是自己创建的）
6、在小括号、中括号、大括号之间或者括号之前没有额外的空格
7、类(class)的命名采用驼峰命名法，如CamelCase；异常的定义使用Error前缀（如适用的话）；函数的命名采用下划线分隔的小写字母，如separateed_by_underscores;用下划线开头定义私有的属性或方法，如_private

自动检查代码标准的pep8工具

pep8会在哪里显示哪行哪里违反了pep8的，并为每个问题提供了其错误码，要是违反了那些必要的遵守规范，p便会爆出错误(以E开头的的错误码)，如果是细微的问题则会报警告(以W开头的
错误码)。跟在字母后面的3位数则是错误或者警告，可以从中看出大概的错误类别。例如以E2开
头的错误通常是与空格有关，以3开头的错误通常与空行有关，而以w6开头的警告则表明使用已
经废弃的功能。

1. 代码布局

1.1 缩进

• 每级缩进用4个空格
• 括号中使用垂直隐式缩进或悬挂缩进
• 不使用Tap，更不能混合使用Tap和空格

正确示范

# (垂直隐式缩进)对准左括号起的第一个字符
foo = long_function_name(var_one, var_two,
                         var_three, var_four)

# (悬挂缩进) 以行首字符为基准，缩进（一般情况只需一层缩进）
foo = long_function_name(
    var_one, var_two,
    var_three, var_four)

# (悬挂缩进) 但下面情况, 需再加多一层缩进，和函数体的语句块区分开
def long_function_name(
        var_one, var_two, var_three,
        var_four):
    print(var_one)

# 右括号回退
my_list = [
    1, 2, 3,
    4, 5, 6,
]
result = some_function_that_takes_arguments(
    ‘a‘, ‘b‘, ‘c‘,
    ‘d‘, ‘e‘, ‘f‘,
)123456789101112131415161718192021222324

错误示范

# 使用悬挂缩进时，第一行有参数。
foo = long_function_name(var_one, var_two,
    var_three, var_four)

# 参数的悬挂缩进和后续代码块缩进不能区别。
def long_function_name(
    var_one, var_two, var_three,
    var_four):
    print(var_one)

# 右括号不回退，不推荐
my_list = [
    1, 2, 3,
    4, 5, 6,
    ]

result = some_function_that_takes_arguments(
    ‘a‘, ‘b‘, ‘c‘,
    ‘d‘, ‘e‘, ‘f‘,
    )1234567891011121314151617181920

1.2 最大行宽

• 每行最大行宽不超过 79 个字符
• 无括号续行，可使用反斜杠
• 括号内续行不需要使用反斜杠

# 无括号续行， 可使用反斜杠
with open(‘/path/to/some/file/you/want/to/read‘) as file_1,      open(‘/path/to/some/file/being/written‘, ‘w‘) as file_2:
    file_2.write(file_1.read())

# 括号内续行，尽量在运算符后再续行
class Rectangle(Blob):
    def __init__(self, width, height,
                 color=‘black‘, emphasis=None, highlight=0):
        if (width == 0 and height == 0 and
                color == ‘red‘ and emphasis == ‘strong‘ or
                highlight > 100):
            raise ValueError("sorry, you lose")
        if width == 0 and height == 0 and (color == ‘red‘ or
                                           emphasis is None):
            raise ValueError("I don‘t think so, values are %s,%s"%                             (width, height))12345678910111213141516

1.3 空行

• 两行空行用于分割顶层函数和类的定义
• 单个空行用于分割类定义中的方法
• 函数内逻辑无关段落之间空一行；其他地方尽量不要再空行
• 虽然可以使用‘；’，但尽量不要把多个语句写在同一行
• if/for/while语句中，即使执行语句只有一句，也必须另起一行

class A(object):     # 类的方法定义用单个空行分割
    def method1():
        pass

    def method2():
        pass

def method3():       # 两行空行分割顶层函数和类的定义
    pass12345678910

1.4 模块导入

• 导入的每个模块应该单独成行
• 导入顺序如下: 先标准库，再相关的第三方库，最后本地库。(导入不同类型的模块之间，要有空行分割，各组里面的模块顺序按首字母自上而下升序排列)

# 正确示范
import active   # 按模块首字母排序导入, 依此递推
import adidas
import create

# 错误示范
import sys, os, knife  # 错误：一行导入多模块

import create          # 错误：不按模块首字母导入
import active
import beyond1234567891011

1.5 字符串

单引号和双引号作用是一样的，但必须保证成对存在，不能夹杂使用。
(建议句子使用双引号, 单词使用单引号, 但不强制。)

# 单引号和双引号效果一样

name = ‘JmilkFan‘
name = "Hey Guys!"1234

1.6 表达式和语句中的空格

括号里边避免空格

spam(ham[1], {eggs: 2})        # 正确示范

spam( ham[ 1 ], { eggs: 2 } )  # 错误示范123

逗号，冒号，分号之前避免空格

if x == 4: print x, y; x, y = y, x       # 正确示范

if x == 4 : print x , y ; x , y = y , x  # 错误示范123

函数调用的左括号之前不能有空格

spam(1)
dct[‘key‘] = lst[index]     # 正确示范

spam (1)
dct [‘key‘] = lst [index]   # 错误示范12345

赋值等操作符前后不能因为对齐而添加多个空格

x = 1                # 正确示范
y = 2
long_variable = 3

x             = 1    # 错误示范
y             = 2
long_variable = 31234567

二元运算符两边各放置一个空格

• 涉及 = 的复合操作符 ( += , -=等)
• 比较操作符 ( == , < , > , != , <> , <= , >= , in , not in , is , is not )
• 逻辑操作符( and , or , not )

a = b
a or b

# 括号内的操作符两边不需要空格
name = get_name(age, sex=None, city=Beijing)12345

1.7 注释

总体原则，错误的注释不如没有注释。所以当一段代码发生变化时，第一件事就是修改注释。

• 注释块
  • 注释块通常应用在代码前，并和代码有同样的缩进。每行以 ‘# ’ 开头, 而且#后面有单个空格。段落之间以只有‘#’的行间隔

# Have to define the param `args(List)`, 
# otherwise will be capture the CLI option when execute `python manage.py server`.
# oslo_config: (args if args is not None else sys.argv[1:])
CONF(args=[], default_config_files=[CONFIG_FILE])1234

• 单行注释(这种方式尽量少使用)

x = x + 1 # Compensate for border1

• 文档字符串

# 多行文档, 首行首字母大写，结尾的 """ 应该单独成行
"""Return a foobang
Optional plotz says to frobnicate the bizbaz first.
"""

# 单行的文档， 结尾的 """ 在同一行。
"""Return a foobang"""1234567

• 为共有的模块、函数、类、方法写docstrings；非共有的没有必要写docstrings，但是可以写注释（在def的下一行）
• 应避免无谓的注释

1.8 命名规则

• 包和模块名
  包和模块名应该简短，全部用小写字母, 多字母之间可以使用单下划线连接。
• 类名
  遵循驼峰命名。

class MyClass(object):
    pass12

• 全局变量名
  全局变量名应尽量只在模块内部使用, 对可能使用语句from moduleName import variableName而被导入的模块，应采用__all__机制来防止全局变量被别的模块导入, 或者在全局变量名开头加一个前置下划线。

_name = ‘name‘1

• 函数名
  函数名应该为全部小写的凹驼峰规则。

vcenter_connection = ‘‘1

• 常量名
  常量全部使用大写字母的凹驼峰规则来表示, 通常在模块顶格定义。

MAX_OVERFLOW = ‘‘
TOTAL = 112

• 方法名和实例变量
  • 非公开方法和实例变量开头使用前置下划线
  • 有时候可能会为了避免与子类命名冲突，采用两个前置下划线
    需要注意的是: 若 class Foo 的属性名为 a， 该属性是不能以 Foo.a 的方式访问的(执著的用户还是可以通过Foo._Foo__a 来访问), 所以通常双前置下划线仅被用来避免与基类的属性发生命名冲突。

2. 编程建议

• 编码中应考虑到其他python实现的效率问题，比如运算符‘+’在CPython中效率很高，在Jython中却非常低
• None 的比较用 is 或 is not，而不要用 ==；尽可能使用‘is’‘is not’取代‘==’；用 is not 代替 not … is, 前者的可读性更好

if foo is not None     # Yes

if not foo is None     # No123
if x is not None       # if x is not None 要优于if x

if x123

• 使用函数定义关键字 def 代替 lambda 赋值给标识符, 这样更适合于回调和字符串表示

def f(x):              # Yes
    return 2*x

f = lambda x: 2*x      # No1234

• 异常类应该继承自Exception，而不是 BaseException；捕获异常时尽量指明具体异常, 尽量不用 except Exception；应该捕获出了什么问题，而不是问题发生

try:                                   # Yes (捕获具体异常)
    import platform_specific_module    
except ImportError:
    platform_specific_module = None

try:                                   # No (不要全局捕获)
    import platform_specific_module
except:
    platform_specific_module = None123456789

• try/except 子句中的代码要尽可能的少, 以免屏蔽掉其他的错误

try:                            # Yes
    value = collection[key]
except KeyError:
    return key_not_found(key)
else:
    return handle_value(value)

try:                            # No
    return handle_value(collection[key])
except KeyError:
    # 可能会捕捉到handle_value()中的 KeyError, 而不是collection的
    return key_not_found(key)12345678910111213

• 函数或者方法在没有返回值时要明确返回 None

def foo():        # Yes
    return None

def foo():        # No
    return12345

• 使用字符串方法而不是 string 模块
  python 2.0 以后字符串方法总是更快，而且与 Unicode 字符串使用了相同的 API
• 使用使用 .startswith() 和 .endswith() 代替字符串切片来检查前缀和后缀
  startswith() 和 endswith 更简洁，利于减少错误

if foo.startswith(‘bar‘):   # Yes

if foo[:3] == ‘bar‘:        # No123

• 使用 isinstance() 比较对象的类型

if isinstance(obj, int):   # Yes

if type(obj) is type(1):   # No123

• 判断序列空或不空
  空序列类型对象的 bool 为 False:

if not seq:       # Yes
   pass
if seq:
   pass

if len(seq):      # No
   pass
if not len(seq):
   pass123456789

• 不要使用 == 进行 bool 比较

 # Yes
if greeting:          
   pass

# No
if greeting == True
   pass
if greeting is True: # Worse
   pass123456789

• 字符串不要以空格收尾
• 二进制数据判断使用if boolvalue的方式
• 使用Map和Reduce，不要使用循环

二、pdb代码调试

程序能一次写完并正常运行的概率很小，基本不超过1%。总会有各种各样的bug需要修正。有的bug很简单，看看错误信息就知道，有的bug很复杂，我们需要知道出错时，哪些变量的值是正确的，哪些变量的值是错误的，因此，需要一整套调试程序的手段来修复bug。

安装ipdb库

PS G:四期python> pip install pdb

G:四期python41.py文件内容如下：

import pdb
s = ‘0‘
n = int(s)
pdb.set_trace()
print(10/n)

调试一下

PS G:四期python4> python 2.py
> g:四期python42.py(5)<module>()
-> print(10/n)

1、使用pdb进行调试：

pdb 是 python 自带的一个包，为 python 程序提供了一种交互的源代码调试功能，主要特性包括设置断点、单步调试、进入函数调试、查看当前代码、查看栈片段、动态改变变量的值等。pdb 提供了一些常用的调试命令，详情见表 1。

pdb 常用命令

命令	解释
break 或 b 设置断点	设置断点
continue 或 c	继续执行程序
list 或 l	查看当前行的代码段
step 或 s	进入函数
return 或 r	执行代码直到从当前函数返回
exit 或 q	中止并退出
next 或 n	执行下一行
pp	打印变量的值
help	帮助

下面结合具体的实例讲述如何使用 pdb 进行调试。

2、测试代码示例

 import pdb 
 a = "aaa"
 pdb.set_trace() 
 b = "bbb"
 c = "ccc"
 final = a + b + c 
 print final

开始调试：直接运行脚本，会停留在 pdb.set_trace() 处，选择 n+enter 可以执行当前的 statement。在第一次按下了 n+enter 之后可以直接按 enter 表示重复执行上一条 debug 命令。

（1）利用 pdb 调试

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]#  python epdb1.py 
 > /root/epdb1.py(4)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(5)?() 
 -> c = "ccc"
 (Pdb) 
 > /root/epdb1.py(6)?() 
 -> final = a + b + c 
 (Pdb) list 
  1     import pdb 
  2     a = "aaa"
  3     pdb.set_trace() 
  4     b = "bbb"
  5     c = "ccc"
  6  -> final = a + b + c 
  7     print final 
 [EOF] 
 (Pdb) 
 [EOF] 
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(7)?() 
 -> print final 
 (Pdb)

退出 debug：使用 quit 或者 q 可以退出当前的 debug，但是 quit 会以一种非常粗鲁的方式退出程序，其结果是直接 crash。

（2）退出 debug

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]#  python epdb1.py 
 > /root/epdb1.py(4)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(5)?() 
 -> c = "ccc"
 (Pdb) q 
 Traceback (most recent call last): 
  File "epdb1.py", line 5, in ? 
    c = "ccc"
  File "epdb1.py", line 5, in ? 
    c = "ccc"
  File "/usr/lib64/python2.4/bdb.py", line 48, in trace_dispatch 
    return self.dispatch_line(frame) 
  File "/usr/lib64/python2.4/bdb.py", line 67, in dispatch_line 
    if self.quitting: raise BdbQuit 
 bdb.BdbQuit

打印变量的值：如果需要在调试过程中打印变量的值，可以直接使用 p 加上变量名，但是需要注意的是打印仅仅在当前的 statement 已经被执行了之后才能看到具体的值，否则会报 NameError: < exceptions.NameError … ....> 错误。

（3）debug 过程中打印变量

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]#  python epdb1.py 
 > /root/epdb1.py(4)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(5)?() 
 -> c = "ccc"
 (Pdb) p b 
‘bbb‘
 (Pdb) 
‘bbb‘
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(6)?() 
 -> final = a + b + c 
 (Pdb) p c 
‘ccc‘
 (Pdb) p final 
 *** NameError: <exceptions.NameError instance at 0x1551b710 > 
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(7)?() 
 -> print final 
 (Pdb) p final 
‘aaabbbccc‘
 (Pdb)

使用 c 可以停止当前的 debug 使程序继续执行。如果在下面的程序中继续有 set_statement() 的申明，则又会重新进入到 debug 的状态，读者可以在代码 print final 之前再加上 set_trace() 验证。

（4）停止 debug 继续执行程序

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]#  python epdb1.py 
 > /root/epdb1.py(4)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb1.py(5)?() 
 -> c = "ccc"
 (Pdb) c 
 aaabbbccc

显示代码：在 debug 的时候不一定能记住当前的代码块，如要要查看具体的代码块，则可以通过使用 list 或者 l 命令显示。list 会用箭头 -> 指向当前 debug 的语句。

（5）debug 过程中显示代码

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]#  python epdb1.py 
 > /root/epdb1.py(4)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) list 
  1     import pdb 
  2     a = "aaa"
  3     pdb.set_trace() 
  4  -> b = "bbb"
  5     c = "ccc"
  6     final = a + b + c 
  7     pdb.set_trace() 
  8     print final 
 [EOF] 
 (Pdb) c 
 > /root/epdb1.py(8)?() 
 -> print final 
 (Pdb) list 
  3     pdb.set_trace() 
  4     b = "bbb"
  5     c = "ccc"
  6     final = a + b + c 
  7     pdb.set_trace() 
  8  -> print final 
 [EOF] 
 (Pdb)

在使用函数的情况下进行 debug

（6）使用函数的例子

import pdb 
 def combine(s1,s2):      # define subroutine combine, which... 
    s3 = s1 + s2 + s1    # sandwiches s2 between copies of s1, ... 
    s3 = ‘"‘ + s3 +‘"‘   # encloses it in double quotes,... 
    return s3            # and returns it. 
 a = "aaa"
 pdb.set_trace() 
 b = "bbb"
 c = "ccc"
 final = combine(a,b) 
 print final

如果直接使用 n 进行 debug 则到 final=combine(a,b) 这句的时候会将其当做普通的赋值语句处理，进入到 print final。如果想要对函数进行 debug 如何处理呢 ? 可以直接使用 s 进入函数块。函数里面的单步调试与上面的介绍类似。如果不想在函数里单步调试可以在断点处直接按 r 退出到调用的地方。

（8）对函数进行 debug

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]# python epdb2.py 
 > /root/epdb2.py(10)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb2.py(11)?() 
 -> c = "ccc"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb2.py(12)?() 
 -> final = combine(a,b) 
 (Pdb) s 
 --Call-- 
 > /root/epdb2.py(3)combine() 
 -> def combine(s1,s2):      # define subroutine combine, which... 
 (Pdb) n 
 > /root/epdb2.py(4)combine() 
 -> s3 = s1 + s2 + s1    # sandwiches s2 between copies of s1, ... 
 (Pdb) list 
  1     import pdb 
  2 
  3     def combine(s1,s2):      # define subroutine combine, which... 
  4  ->     s3 = s1 + s2 + s1    # sandwiches s2 between copies of s1, ... 
  5         s3 = ‘"‘ + s3 +‘"‘   # encloses it in double quotes,... 
  6         return s3            # and returns it. 
  7 
  8     a = "aaa"
  9     pdb.set_trace() 
 10     b = "bbb"
 11     c = "ccc"
 (Pdb) n 
 > /root/epdb2.py(5)combine() 
 -> s3 = ‘"‘ + s3 +‘"‘   # encloses it in double quotes,... 
 (Pdb) n 
 > /root/epdb2.py(6)combine() 
 -> return s3            # and returns it. 
 (Pdb) n 
 --Return-- 
 > /root/epdb2.py(6)combine()->‘"aaabbbaaa"‘
 -> return s3            # and returns it. 
 (Pdb) n 
 > /root/epdb2.py(13)?() 
 -> print final 
 (Pdb)

在调试的时候动态改变值 。在调试的时候可以动态改变变量的值，具体如下实例。需要注意的是下面有个错误，原因是 b 已经被赋值了，如果想重新改变 b 的赋值，则应该使用！ B。

（7）在调试的时候动态改变值

[root@rcc-pok-idg-2255 ~]# python epdb2.py 
 > /root/epdb2.py(10)?() 
 -> b = "bbb"
 (Pdb) var = "1234"
 (Pdb) b = "avfe"
 *** The specified object ‘= "avfe"‘ is not a function 
 or was not found along sys.path. 
 (Pdb) !b="afdfd"
 (Pdb)

补充

• 在命令行中进入调试模式的方法：python -m pdb demo.py
• 在调试模式中按一下Enter键表示执行一下上一条命令。
• 在ipython中使用PDB（体验更好）：%run -d demo.py

参考1

参考2