كيف تصحح الأخطاء في بايثون (دليل شامل)

تصحيح الأخطاء في بايثون مهارة حاسمة لأي مطوّر. يتيح لك تحديد وإصلاح الأخطاء أو العيوب في كودك، مما يضمن تشغيل برنامجك بسلاسة وكفاءة. في وقت سابق، قمنا بمناقشة كيفية إنشاء وتشغيل خادم WebSocket في بايثون.

في هذه المقالة، سنقدم لك عالم تصحيح الأخطاء في بايثون وسنقدم لك بعض النصائح والتقنيات القيمة لمساعدتك على أن تصبح مصحح أخطاء ماهر.

إعداد بيئة تصحيح الأخطاء في بايثون

من أجل تصحيح الأخطاء بشكل فعّال في كود بايثون الخاص بك، فمن المهم إعداد بيئة تصحيح أخطاء مناسبة. في هذا القسم، سنستكشف بعض الأدوات والتقنيات الأساسية التي يمكن أن تساعدك في تصحيح كودك بكفاءة.

1. بيئات التطوير المتكاملة (IDEs): واحدة من أكثر الطرق شعبية لإعداد بيئة تصحيح أخطاء في بايثون هي استخدام بيئة تطوير متكاملة (IDE). توفر IDEs مجموعة شاملة من الأدوات لكتابة وتشغيل وتصحيح الكود. تشمل بعض IDEs الشائعة في بايثون PyCharm وVisual Studio Code وSpyder. تقدم هذه IDEs ميزات مثل نقاط التوقف، وفحص المتغيرات، والتنفيذ خطوة بخطوة، والمزيد، مما يجعل عملية تصحيح الأخطاء أسهل بكثير.
2. مصححات الأخطاء: مصححات الأخطاء هي أدوات قوية تتيح لك إيقاف تنفيذ كودك عند نقاط محددة، المعروفة باسم نقاط التوقف، وفحص قيم المتغيرات والتعبيرات. توفر بايثون مصحح أخطاء مدمج يسمى pdb (Python Debugger)، والذي يمكن استدعاؤه من سطر الأوامر أو دمجه في كودك. يوفر نموذج pdb أوامر متنوعة للتقدم خلال الكود، وفحص المتغيرات، وتقييم التعبيرات.
3. تسجيل الأحداث: يعد تسجيل الأحداث تقنية أخرى مفيدة لتصحيح الأخطاء في بايثون. من خلال وضع عبارات التسجيل بشكل استراتيجي في كودك، يمكنك تتبع تدفق التنفيذ وتحديد القضايا المحتملة. يوفر نموذج logging المدمج في بايثون إطار عمل مرن وقابل للتخصيص للتسجيل يسمح لك بتسجيل الرسائل على مستويات مختلفة من الخطورة. يمكنك تكوين السجل لكتابة الرسائل إلى ملف أو إلى وحدة التحكم، أو أي وجهة أخرى مرغوبة.
4. تصحيح أخطاء واجهات برمجة التطبيقات باستخدام Apidog: عند العمل مع واجهات برمجة التطبيقات، قد يصبح تصحيح الأخطاء أكثر تحديًا. ومع ذلك، بمساعدة أدوات مثل Apidog، يصبح تصحيح الأخطاء في واجهات برمجة التطبيقات أسهل بكثير.

Apidog هي أداة لتصحيح الأخطاء في واجهات برمجة التطبيقات توفر واجهة مستخدم سهلة الاستخدام لاختبار وتصحيح واجهات برمجة التطبيقات. تتيح لك إرسال الطلبات، وفحص الاستجابات، وعرض معلومات مفصلة حول مكالمات واجهات برمجة التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك، يدعم Apidog وضع التصحيح، الذي يمكن تمكينه لالتقاط سجلات مفصلة ومعلومات تصحيح أخطاء أثناء التفاعل مع واجهات برمجة التطبيقات.

وضع "التصحيح" في Apidog هو ميزة مصممة لتوفير أداة مريحة لتصحيح واجهات برمجة التطبيقات وتوليد الوثائق لفرق تطوير الواجهة الخلفية التي تتبع نهج "البرمجة أولاً". في هذا الوضع، يمكن للمستخدمين تصحيح واجهة برمجة التطبيقات مباشرة دون الحاجة إلى تحديد وثائق واجهات برمجة التطبيقات مسبقًا، مشابهًا لكيفية عمل Postman.

بمجرد تصحيح واجهة برمجة التطبيقات بنجاح، يمكن للمستخدمين ببساطة النقر على "حفظ"، وسيقوم النظام تلقائيًا بتوليد وثائق واجهة برمجة التطبيقات المقابلة. هذا يسهل كثيرًا التعاون بين الفريق، وبالمقارنة مع Postman، وضع التصحيح في Apidog أكثر قوة وسهولة في الاستخدام.

في القسم التالي، سنستكشف بعض تقنيات التصحيح الأساسية التي يمكن أن تساعدك في تحديد وإصلاح المشاكل الشائعة في كود بايثون الخاص بك.

تقنيات التصحيح الأساسية في بايثون

إحدى الطرق الشائعة لتصحيح الأخطاء في بايثون هي استخدام عبارات الطباعة. من خلال وضع عبارات الطباعة بشكل استراتيجي في كودنا، يمكننا إخراج قيم المتغيرات أو تدفق التنفيذ إلى وحدة التحكم. يمكن أن يساعدنا ذلك في فهم كيف يعمل كودنا وتحديد أي سلوك غير متوقع. ومع ذلك، قد تكون هذه الطريقة تستغرق وقتًا طويلاً ومملة، خاصة عند التعامل مع برامج معقدة.

لتجاوز محدوديات عبارات الطباعة، توفر بايثون نموذجًا مدمجًا يسمى pdb، والذي يعني "مصحح بايثون". يسمح لك pdb بإيقاف تنفيذ برنامجك عند نقاط توقف معينة واستكشاف حالة برنامجك بشكل تفاعلي. يمكننا التقدم خلال الكود سطرًا بسطر، وفحص المتغيرات، وحتى تعديل قيمها أثناء التشغيل. تجعل هذه الأداة القوية عملية التصحيح أبسط بكثير وتزيد من كفاءتها.

تقنية مفيدة أخرى لتصحيح الأخطاء في بايثون هي استخدام بيئة تطوير متكاملة (IDE) توفر ميزات تصحيح متقدمة. تمتلك IDEs مثل PyCharm وVisual Studio Code وEclipse مصححات مدمجة تتيح لنا وضع نقاط توقف، والتقدم خلال الكود، وتحليل المتغيرات. توفر هذه المصححات تجربة تصحيح أكثر سهولة وبصرية، مما يسهل تحديد وإصلاح المشكلات في كودنا.

بخلاف تقنيات التصحيح التقليدية، هناك أيضًا أدوات متخصصة متاحة لتصحيح أخطاء واجهات برمجة التطبيقات. واحدة من هذه الأدوات هي Apidog، التي تقدم دعمًا لتصحيح أخطاء واجهات برمجة التطبيقات. يسمح Apidog لنا بالتقاط طلبات واجهات برمجة التطبيقات والاستجابات، وفحص البيانات التي يتم نقلها، وتحديد أي مشكلات أو أخطاء. يوفر واجهة مستخدم سهلة حيث يمكننا عرض تفاصيل مكالمات واجهة برمجة التطبيقات، بما في ذلك رؤوس الطلبات، وأكواد حالة الاستجابة، وبيانات الاستجابة. مع Apidog، يمكننا تصحيح الأخطاء وحل المشكلات المتعلقة بواجهات برمجة التطبيقات بفعالية، مما يضمن عمل تطبيقاتنا بسلاسة.

تقنيات التصحيح المتقدمة في بايثون

في الأقسام السابقة، ناقشنا أساسيات تصحيح الأخطاء في بايثون وكيفية إعداد بيئة تصحيح الأخطاء. الآن، دعونا نتعمق في بعض تقنيات التصحيح المتقدمة التي يمكن أن تساعدك في حل القضايا المعقدة في كود بايثون الخاص بك.

1. تسجيل الأحداث

يعتبر تسجيل الأحداث تقنية قوية تسمح لك بتتبع تنفيذ كودك وتحديد أي أخطاء أو سلوك غير متوقع. توفر بايثون نموذج تسجيل مدمج يمكنك استخدامه لتسجيل الرسائل على مستويات مختلفة من الخطورة. من خلال استخدام عبارات التسجيل بشكل استراتيجي في جميع أنحاء كودك، يمكنك جمع معلومات قيمة حول تدفق التنفيذ وقيم المتغيرات.

إليك مثال عن كيفية استخدام نموذج التسجيل:

import logging

# تعيين مستوى التسجيل
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG)

# تسجيل الرسائل على مستويات مختلفة
logging.debug('هذه رسالة تصحيح')
logging.info('هذه رسالة معلومات')
logging.warning('هذه رسالة تحذير')
logging.error('هذه رسالة خطأ')
logging.critical('هذه رسالة حرجة')

بشكل افتراضي، تكتب رسائل التسجيل إلى وحدة التحكم. ومع ذلك، يمكنك تكوين نموذج التسجيل لكتابة الرسائل إلى ملف أو حتى إرسالها إلى خادم بعيد للتحليل.

2. تصحيح أخطاء عن بُعد

أحيانًا، قد تحدث المشكلة التي تحاول تصحيحها فقط في بيئة الإنتاج أو على خادم بعيد. في مثل هذه الحالات، قد يكون من الصعب إعادة إنتاج المشكلة محليًا وتصحيحها. هنا تأتي فائدة تصحيح الأخطاء عن بُعد.

توفر بايثون مكتبة تسمى pdb (مصحح بايثون) التي تتيح لك تصحيح كودك عن بعد. مع pdb، يمكنك وضع نقاط توقف، والتقدم خلال الكود، وفحص المتغيرات، تمامًا كما يمكنك القيام بذلك مع مصحح محلي.

أداة قوية أخرى لتصحيح الأخطاء عن بُعد هي Apidog. Apidog هي أداة توثيق واجهات برمجة التطبيقات التي تدعم أيضًا وضع التصحيح. مع وضع التصحيح في Apidog، يمكنك التقاط وفحص طلبات واجهات برمجة التطبيقات والاستجابات، مما يسهل تحديد وإصلاح القضايا المتعلقة بواجهات برمجة التطبيقات.

3. تحليل الأداء

تحليل الأداء هو عملية قياس أداء كودك وتحديد أي اختناقات أو مجالات تحتاج إلى تحسين. توفر بايثون نموذجًا مدمجًا يسمى cProfile الذي يسمح لك بتحليل كودك وإنشاء تقارير مفصلة.

إليك مثال عن كيفية استخدام cProfile لتحليل كودك:

import cProfile

def my_function():
    # كودك هنا
# تحليل الكود
cProfile.run('my_function()')

تشمل مخرجات cProfile معلومات مثل عدد مرات استدعاء كل دالة، والوقت الإجمالي المستغرق في كل دالة، والوقت المستغرق في كل سطر من الكود. يمكن أن تساعدك هذه المعلومات في تحديد اختناقات الأداء وتحسين كودك بناءً على ذلك.

ختامًا، يمكن أن تعزز هذه التقنيات المتقدمة من قدرتك على حل المشكلات وإصلاح القضايا في كود بايثون الخاص بك بشكل كبير. سواء كان ذلك باستخدام نموذج التسجيل لتتبع تدفق التنفيذ، أو استغلال تصحيح الأخطاء عن بُعد لحل القضايا في بيئات الإنتاج، أو تحليل كودك لتحديد اختناقات الأداء، ستجعل هذه التقنيات عملية التصحيح لديك أكثر كفاءة وفعالية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن توفر أدوات مثل وضع التصحيح في Apidog معلومات قيمة عند تصحيح واجهات برمجة التطبيقات.

الخاتمة

في الختام، يعد تصحيح الأخطاء مهارة أساسية لأي مطور بايثون. من خلال اتباع هذه النصائح وأفضل الممارسات، يمكنك تصحيح كودك بفعالية وتحديد وإصلاح القضايا بسرعة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تسهل أدوات مثل وضع التصحيح في Apidog عملية التصحيح، خاصة عندما يتعلق الأمر بواجهات برمجة التطبيقات.