python - 如何逐步完成 Python 表达式评估过程？

Question

我想构建一个可视化调试器，它可以帮助编程学生了解表达式评估是如何发生的（子表达式如何被评估并被它们的值“替换”，类似于 Excel 中的表达式评估可视化器）。

看起来您无法使用 Python 的 pdb 逐步完成此过程，因为其最精细的步骤粒度是代码行。是否有可能单步执行 Python 字节码？任何其他想法如何实现这一目标？

编辑：我需要一个可以构建在 CPython 标准库之上的轻量级解决方案。

Answer 1

你试过pudb吗？ http://pypi.python.org/pypi/pudb 在 debian-like 上：apt-get install python-pudb

它附加到 pdb，所以我想这不是你要找的。至少，当你进入一个函数时，它会清楚地显示你在哪个函数中。

对于教学生，你可以是：

• 首先，使用变量编写程序，使用几个步骤组成，
• 使用任何体面的python调试器（pdb，winpdb，pudb ...）调试这个程序，
• 然后，一旦该过程被很好地理解，就可以摆脱临时变量，通过将代码组合成更少的行，逐渐地，直到你得到最终的代码。

我知道，要做到完美还很遥远，但这是目前我能想到的最好的。

Answer 2

使用 pdb，可以单步执行任何函数调用。对于任何其他语句，pdb 可以打印该行中相关名称的值。您正在寻找哪些未涵盖的附加功能？

如果您试图“进入”列表理解之类的东西，那么从纯 Python 的角度来看这将不起作用，因为它是单个操作码。在某些时候，对于每个表达式，您都需要告诉学生“这就是 Python 进入 C 实现并评估它的地方……”。

Answer 3

您应该查看reinteract，它非常简单，您可以为此做出贡献

Answer 4

我自己也有一个解决方案的想法——我可以通过将所有（子）表达式包装在一个虚拟方法调用中来检测代码（或 AST），这只不过是返回其参数。例如。

x = f(sin(x + y))

变成

x = dummy(f(dummy(sin(dummy(dummy(x) + dummy(y))))))

这样，我保证在每个子表达式被评估后得到通知，并且我也得到了值。我还可以添加有关当前处理表达式的哪一部分的额外位置/AST 信息，例如：

... dummy(x, line=23, col=13, length=1) ...

不幸的是，这需要弄乱 AST 和编译......