计算机科学与Python编程导论 | 7.1测试与调试、异常处理与断言

这个视频讲解了测试、调试和异常处理的重要性。通过一个做汤的类比,说明了在编程中如何进行防御性编程和错误处理。视频介绍了测试的不同方法,如单元测试和集成测试,并讨论了调试的技巧。此外,视频还介绍了异常处理和断言的概念,以及如何使用它们来处理错误和异常。最后,视频提到了使用断言和异常处理来确保程序的正确性和稳定性。

测试与调试的概念:在本章节中,教授使用煮汤的类比来介绍测试和调试的概念。他提到了几种解决虫子掉入汤中的方法,如检查汤、盖上盖子和清洁厨房。他将这些方法与编程中的测试、防御性编程和消除错误源的概念进行了对比。教授还强调了模块化编程的重要性,以及在编写完程序后进行测试和调试的必要性。
测试和调试的重要性:本章节讲解了测试和调试的重要性。首先,要弄清楚预期的输出并运行程序。如果输出符合预期,恭喜你完成了;如果不符合,需要进行调试。调试是最困难的部分,需要找出程序崩溃或输出错误的原因。防御性编程是关键,要编写模块化的代码,并进行适当的测试和调试。测试分为单元测试、回归测试和集成测试三类,可以根据问题的特点选择适当的方法。黑盒测试基于规范设计测试用例,而玻璃盒测试则基于代码路径设计测试用例。
玻璃盒测试:玻璃盒测试是使用代码本身来指导测试用例的方法。对于分支,要测试每个条件的所有部分。对于循环,要测试循环不进入、进入一次和多次的情况。除了测试代码的所有可能路径,还要测试边界条件。调试是找出程序中的错误并修复它们的过程,可以使用工具如Python tutor和打印语句来辅助调试。调试需要系统性地进行。
使用打印语句进行调试:本章节讲解了使用打印语句进行调试的方法。通过在程序中插入打印语句,可以测试假设和检查代码中的数值,以确保正确传递参数和返回值。作者还提到了使用二分法进行调试的方法,即在代码的中间位置和3/4处插入打印语句,以便逐步缩小错误范围。此外,作者还介绍了调试的一般步骤,包括研究代码、提出假设、进行实验以及处理错误消息。作者强调了逻辑错误是最难解决的问题,建议在调试时与橡皮鸭或其他人交流,以帮助发现问题。最后,作者提醒不要一次性测试和调试整个程序,而是应该进行单元测试和集成测试。
异常处理的方法:这个视频讲述了在编写程序时如何处理异常。通过使用try和except语句,我们可以预先识别可能会出现错误的代码,并在出现异常时处理它们。在except块中,我们可以指定要处理的特定类型的异常。这样可以让程序更加健壮,并提供更友好的错误提示信息。
异常处理的概念和用法:这个视频讲解了异常处理的概念和用法。通过try-except语句,我们可以捕获和处理程序中可能出现的错误。视频还介绍了其他一些异常处理块的用法,包括else块和finally块。除了捕获异常,我们还可以抛出自定义的异常,以便在程序中进行控制流。这样可以使我们的代码更加清晰和可读。
引发异常和处理异常的方法:这个视频介绍了如何引发异常以及处理异常的方法。首先,视频展示了一个函数get ratios,它接受两个列表作为参数,并计算两个列表中每个元素的比率。在计算比率时,如果L2中的元素为0,会产生0除以0的错误。为了处理这个错误,函数使用try-except语句来捕获异常,并将0除以0的结果设置为NaN。如果出现其他类型的错误,函数会引发一个值错误。接下来,视频介绍了另一个例子,展示了如何处理异常。这个例子是一个求学生平均分的函数,如果某个学生没有参加考试,会产生0除以0的错误。为了处理这个错误,函数使用try-except语句来捕获异常,并打印警告信息。最后,视频总结了异常处理的重要性,以及如何使用try-except语句来处理不同类型的异常。
函数和异常处理的内容:这个视频讲解了关于函数和异常处理的内容。在函数中,我们要记住函数会返回一些东西。如果函数没有返回任何东西,它会返回一个无。在处理异常时,我们可以选择标记错误并打印消息,或者改变策略并用默认值替换数据。此外,视频还介绍了断言的概念,用于确保函数的前置条件和后置条件。断言可以帮助我们尽早发现错误,而不会在整个程序中传播。总的来说,函数和异常处理是编程中重要的概念。

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