debug 是工程師的「日常」，但那是一個很煩的工作，很容易拖到下班時間。許多工程師會使用 print 語法來 debug，也就是跟蹤程式碼的執行狀況，並檢測錯誤發生的位置。如果程式碼只有幾百行，用 print 是可行的；但如果程式碼上萬行，這就會是曠日廢時的苦差事。那該如何提升 debug 的效率呢？量子運算博士生 Sara A. Metwalli 分享 5 個 debug 工具 給工程師參考。
1. Python Standard Debugger（pdb）
Python Standard Debugger（pdb）是相對簡單的 debug 工具，適用於中小型的專案。pdb 是一種命令行（command-line）工具，可以在程式碼中插入斷點，然後使用 pdb 運作程式碼。透過斷點，你可以檢查程式碼與棧幀（stack frame），跟 print 語法很類似。
pdb 可以跳過一些程式碼，或在特定時間內迭代 loop 迴圈。目前所有版本的 Python 都有附加 pdb，所以可以直接用，不需要另外安裝，但你也能加入擴充，例如 rpdb 或 pdb++，增加它的功能。
2. PyCharm
PyCharm 是一種 IDE（Integrated Development Environments），它不僅是一種 debug 工具，也是一個完整的開發環境。不同於命令行的 debug 工具，IDE 提供一種視覺化調整與測試程式碼的方式，讓 debug 更容易。但如果你沒用過 IDE，會需要一點時間適應。
在 PyCharm 中，對話框會引導你完成 debug，並允許你選擇各種參數。使用 PyCharm 的 debug 模式時，可以在特定的程式碼中插入斷點，也可以選擇中斷點（exception breakpoint）。
3. Visual Studio Debugger
Visual Studio（VS）也是 IDE，是微軟開發的 debug 工具。VS 有 Visual Studio 2019 與 Visual Studio Code（VS Code）兩種變體。Visual Studio 2019 支持基本的 Python debug 與 IronPython.NET 的 debug，因此你可以使用 MPI 集群 debug、斷點、條件斷點、跳步（into/out/over）、中斷點等等。
VS Code 除了 Git 控制、語法凸顯（syntax highlighting）、代碼重構（code refactoring）之外，還有更高級的 debug 工具。VS Code 可以處理多語言的程式碼庫，但它在識別語言方面並不靈活。
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4. Komodo
Komodo 是全功能 IDE，由 ActiveState 開發，具有處理多種程式語言的能力。因此，若你在建立一個包含 Python 的多語言程式碼庫，Komodo 就是好選擇。
Komodo 透過對話框取得 debug 選項；如果你選擇預設的設定，Komodo 不需要進一步的設定就能運作。Komodo 也提供不同的視覺化方案，協助你理解程式碼庫。另外，它也允許你執行單元測試，並支援團隊即時協作；也能將 Git 與 Komodo 整合，實現即時版本控制。
5. Jupyter Visual Debugger
Jupyter Visual Debugger 是由 Jupyter 發布的視覺化 debug 工具，能在 Jupyter 的環境使用。目前多數的數據科學應用由 Jupyter Notebook 或 Jupyter Lab 建構，Jupyter Visual Debugger 讓你能直接在 Jupyter 的環境 debug，使用上更方便。
透過 Jupyter Visual Debugger，你能在 notebook cell 或 source file 中設置斷點、檢查變數，或瀏覽呼叫堆疊（call stack）。這個 debug 工具能讓 Jupyter 變成完整的開發環境，你不再需要在其他地方測試或 debug 程式碼。
可以透過以下命令，輕鬆安裝 Jupyter Visual Debugger：
conda install xeus-python -c conda-forge
總結：debug 是工程師的必修技能
bug 有兩種，一種是語法錯誤，一種是語意錯誤。語法錯誤指的是你打錯命令、在沒有定義變數/函數的狀況下使用變數/函數，或者是程式碼的縮排不正確，導致程式錯誤的狀況。這種情況下，通常能按照 Python Traceback 的指示修復，是相對好處理的 bug。語意錯誤指的則是程式碼結構沒問題，但你把語意寫錯了，這時程式就會算出錯誤的答案，或是跑出不合預期的結果。這是比較難處理的 bug。
若你是程式的初學者，debug 並不是學習重點，因為此時你得先學會如何寫程式。但隨著資歷增加，debug 就是你必須精進的技能。許多人會用 print 語句 dubug，但隨著程式碼的量增加，print 的效率就略顯不足，若能使用適當的工具，就能提升 debug 的效能，讓你精準又快速的解決問題。
參考資料
（本文提供合作夥伴轉載。首圖來源：Piqsels CC Licensed）
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