程序員學(xué)Python編程或許不知的十大提升工具

與其他大多數(shù)編程語言一樣，Python擁有強大的第三方支持，它們提供了各種各樣的工具。這些工具在創(chuàng)建應(yīng)用程序的過程中能夠大大增強Python的功能。調(diào)試器是一種工具，因為它是一種實用程序，而庫不是，庫是用來創(chuàng)建更好的應(yīng)用程序的。

即使我們把工具和非工具（比如庫）區(qū)分開，也不能讓工具的數(shù)量明顯減少。Python有大量常規(guī)工具和特殊工具的支持，這些工具被分成以下13類：

自動化重構(gòu)工具；

Bug跟蹤工具；

配置和構(gòu)建工具；

部署工具；

文檔工具；

集成開發(fā)環(huán)境；

Python調(diào)試器；

Python編輯器；

Python Shell；

Skeleton Builder工具；

測試軟件；

有用模塊；

版本控制。

值得注意的是，Python DevelopmentTools頁面上的列表是不完整的。除此之外，你還可以在其他一些網(wǎng)頁中看到大量的Python工具。

今天異步君挑選了幾個需要特別關(guān)注的工具進行講解。如果你對Python工具的內(nèi)容感興趣，你可以自己去網(wǎng)上查找一些其他工具學(xué)習(xí)一番。你可能會發(fā)現(xiàn)，有些自己想創(chuàng)建的工具其實早就有了，而且不止一種。

##1　使用Roundup Issue Tracker跟蹤Bug

現(xiàn)在有很多bug跟蹤站點可供我們使用，比如：Github、Google Code、BitBucket、Launchpad。不過，這些公共站點用起來通常都沒有你自己定制的本地化Bug跟蹤軟件那樣方便。你可以在本地機器上選用多種跟蹤系統(tǒng)，但是Roundup Issue-是其中更好的一個。Roundup可以運行在所有支持Python的平臺下，提供了如下基本功能：

Bug跟蹤；

管理TODO列表。

如果你愿意在安裝上多下點功夫，你就可以獲得更多的功能，這些額外功能體現(xiàn)的正是Roundup和其他產(chǎn)品不同的地方。但是，要獲取這些功能，你可能需要安裝其他產(chǎn)品，比如數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）。Roundup的產(chǎn)品說明中指出了你要安裝什么以及它和哪些第三方產(chǎn)品是兼容的。安裝完成后，你會獲得如下這些功能。

客戶支持，包含如下：

電話應(yīng)答向?qū)В?/p>

網(wǎng)絡(luò)鏈接；

系統(tǒng)和開發(fā)問題跟蹤工具。

互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（Internet Engineering Task Force，IETF）的問題管理。

銷售趨勢跟蹤。

會議論文投稿。

雙盲評審管理。

博客（目前還很簡陋，以后會變得很強大）。

##2　使用VirtualEnv創(chuàng)建虛擬環(huán)境

創(chuàng)建虛擬環(huán)境的理由很多，但主要原因還是為了創(chuàng)造一個安全、已知的測試環(huán)境。每次都使用相同的測試環(huán)境，這樣可以保證應(yīng)用程序擁有穩(wěn)定的測試環(huán)境，直到你在類似產(chǎn)品的環(huán)境中完成足夠的測試。VirtualEnv為我們提供了創(chuàng)建虛擬Python環(huán)境的方法，你可以使用它進行早期測試，或者診斷由環(huán)境原因引發(fā)的問題。請務(wù)必記住，你最少需要做3個標(biāo)準(zhǔn)級別的測試。

Bug：檢查程序中的錯誤。

性能：驗證程序是否滿足運行速度、可靠性、安全性方面的要求。

可用性：驗證程序是否符合用戶需求，是否能夠按照用戶期望的方式響應(yīng)用戶輸入。

根據(jù)大多數(shù)Python應(yīng)用程序的使用方式，Python應(yīng)用程序在實際工作環(huán)境中通常不需要運行在虛擬環(huán)境下。大多數(shù)Python應(yīng)用程序都需要訪問外部環(huán)境，但虛擬環(huán)境會阻止這種外部訪問行為。

永遠不要在生產(chǎn)服務(wù)器上測試程序

一些開發(fā)人員常犯的一個錯誤是在生產(chǎn)服務(wù)器上測試尚未發(fā)布的程序，這使得用戶可以很容易地訪問到它。永遠不要在生產(chǎn)服務(wù)器上測試你的程序，原因有很多，其中最重要的一個是這樣做會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。如果允許用戶訪問尚未正式發(fā)布的程序，而這個程序又包含可能會損壞數(shù)據(jù)庫或其他數(shù)據(jù)源的Bug，這樣就有可能造成數(shù)據(jù)的永久丟失或損壞。

你還要注意，你只有一次贏得別人好感的機會。許多軟件項目的失敗是因為用戶最終拋棄了它。即便應(yīng)用程序是完整的，但是沒有人會使用它，因為用戶認為應(yīng)用程序在某些方面存在缺陷。用戶心中只有一個目標(biāo)，那就是盡快完成工作，然后回家。當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)某個程序在浪費他們的時間時，他們就不會再使用它了。

此外，未發(fā)布的應(yīng)用程序有可能存在安全漏洞，心懷惡意的人可能利用這些漏洞非法訪問你的網(wǎng)絡(luò)。如果你的門是開著的，任何人都能進來，那不管你的安全軟件有多棒都沒什么用。當(dāng)他們進來之后，你再想擺脫他們幾乎是不可能的，即使你真的擺脫了他們，但這時對數(shù)據(jù)的損害已經(jīng)發(fā)生了。從安全漏洞恢復(fù)是很難的，有時甚至是不可能的。簡而言之，永遠不要在生產(chǎn)服務(wù)器上測試你的應(yīng)用程序，這樣做的成本太高了。

##3　使用PyInstaller安裝你的應(yīng)用程序

一般，用戶都不希望在應(yīng)用程序安裝上花費太多時間，不管這個程序最終會給他們帶去多大的幫助都是如此。即使你可以讓用戶去嘗試安裝程序，但不太懂計算機的用戶也有可能會安裝失敗。簡而言之，你需要有一種萬無一失的方法，幫助用戶把程序順利地安裝到自己的計算機中。PyInstaller 可以幫你做到這一點，它會為你的應(yīng)用程序生成了一個安裝包，用戶使用這個安裝包就可以很容易地把程序安裝到自己的系統(tǒng)中。

幸運的是，PyInstaller可以在所有支持Python的平臺上工作，所以你只需要一個工具就可以滿足所有安裝需求。另外，必要時，你還可以獲得特定平臺的支持。例如，在Windows平臺下，你可以創(chuàng)建有代碼簽名的可執(zhí)行文件。Mac開發(fā)人員很喜歡PyInstaller為bundle提供了支持。大多數(shù)情況下，盡量避免使用特定于平臺的特性，除非你真的需要它們。當(dāng)你使用了特定于某個平臺的特性時，安裝只能在這個平臺上才能成功。

不要使用孤立的工具

網(wǎng)絡(luò)上有一些Python工具是孤立的，其開發(fā)者已不再支持它們。但有些開發(fā)人員仍然在使用這些工具，因為他們喜歡這些工具所支持的特性或工作方式。但是，這樣做是有風(fēng)險的，因為你不能確定這個工具是否能和最新版本的Python協(xié)同工作。選擇工具時，要盡量選擇那些受生產(chǎn)廠商完全支持的工具。

如果你必須使用孤立的工具（例如做某個工作時只有孤立的工具可用），那請你確保所用的工具仍然有良好的社區(qū)支持。或許工具的生產(chǎn)商已經(jīng)不再存在了，但至少在你需要支持時，有社區(qū)為你提供有用的信息。請注意，使用那些不受支持的工具可能會浪費你大量的時間，因為它們可能無法正常工作了。 |

我們在網(wǎng)上找到的許多安裝工具都是特定于某個平臺的。例如，當(dāng)你尋找一款用于創(chuàng)建可執(zhí)行文件的安裝工具時，你需要注意這個工具創(chuàng)建出的可執(zhí)行文件是不是特定于某個平臺的（至少在你指定的平臺上可以運行）。重要的是，你選用的安裝工具在任何地方都能正常工作，這樣就不會創(chuàng)建出用戶無法使用的安裝包。如果安裝包有問題，那不管你選用什么樣的跨平臺語言都無濟于事。

##4　使用pdoc創(chuàng)建開發(fā)人員文檔

與應(yīng)用程序有關(guān)的文檔有兩種：用戶文檔和開發(fā)人員文檔。用戶文檔介紹如何使用應(yīng)用程序，而開發(fā)人員文檔則描述應(yīng)用程序如何工作。庫只需要一種文檔，即開發(fā)者文檔，而桌面應(yīng)用程序則只需要用戶文檔。但是，服務(wù)可能同時需要這兩種文檔，這取決于用戶是誰以及服務(wù)如何組合在一起。大多數(shù)文檔可能都會影響到開發(fā)人員，而pdoc是一個創(chuàng)建它的簡單解決方案。

pdoc實用工具使用你插入到代碼中的文檔字符串和注釋來創(chuàng)建文檔，其輸出是文本文件或HTML文檔。你還可以讓pdoc以Web服務(wù)器的方式運行，這樣人們可以直接在瀏覽器中查看文檔。pdoc實際是epydoc的替代品，現(xiàn)在epydoc的發(fā)起人已經(jīng)不再支持epydoc了。

什么是文檔字符串？

文檔字符串是一種特殊注釋，使用三重引號括起，如下所示：

"""This is a docstring."""

你可以把文檔字符串和一個對象關(guān)聯(lián)起來，例如包、函數(shù)、類和方法。在Python中，你創(chuàng)建的任何代碼對象都可以有一個文檔字符串。文檔字符串的目的是描述對象，因此要使用描述性的語句。

查看文檔字符串最簡單的方法是在對象名稱之后使用doc()方法。比如，鍵入print(MyClass.doc())將顯示MyClass的文檔字符串。此外，你還可以使用幫助（比如help(MyClass)）來訪問文檔字符串。好的文檔字符串用來指出對象做什么，而非如何去做。

此外，第三方實用工具也可以使用文檔字符串。借助于合適的實用工具，你可以為整個庫編寫文檔，而不必親自動手編寫。你使用的實用工具會通過庫中的文檔字符串來創(chuàng)建文檔。如此看來，即使文檔字符串和注釋有著不同的用途，但它們在Python代碼中同樣重要。

##5　使用Komodo Edit編寫程序代碼

選擇IDE時，主要看開發(fā)者的需求、技能水平以及要創(chuàng)建的應(yīng)用程序類型。具體到某類應(yīng)用程序的開發(fā)，有些IDE的確要比其他的好用。對開發(fā)新手來說，最好用的IDE當(dāng)數(shù)Komodo Edit。你可以免費下載這個IDE，它包含了豐富的特性，讓你獲得比使用IDLE更好的編碼體驗。下面是Komodo Edit提供的一些功能：

支持多種編程語言；

關(guān)鍵字自動補全；

縮進檢查；

項目支持，自動生成部分程序代碼；

良好支持。

但是，Komodo Edit和其他IDE有個明顯的不同，那就是它提供了一個升級路徑。當(dāng)你發(fā)現(xiàn)Komodo Edit無法再滿足你的需求時，你可以升級到Komodo IDE，Komodo IDE包含對許多專業(yè)級特性的支持，比如代碼分析（檢查應(yīng)用程序速度的功能）和數(shù)據(jù)庫瀏覽器（讓數(shù)據(jù)庫更易用）。

##6　使用pydbgr調(diào)試程序

高端IDE（如Komodo IDE）都會帶有完整的調(diào)試器，就連Komodo Edit也帶有一個簡單的調(diào)試器。但是，如果你選用的是體量更小、價格更便宜、功能更少的IDE，那你可能根本就看不到有調(diào)試器存在。調(diào)試器可以幫你找出程序中的錯誤并修復(fù)它們。調(diào)試器越好，查找和修復(fù)錯誤所需要的工作量就越少。如果你使用的代碼編輯器不帶調(diào)試器，那你一定要找個外部調(diào)試器使用，比如pydbgr。

一款好的調(diào)試器包含許多標(biāo)準(zhǔn)特性，比如代碼著色（使用顏色來表示關(guān)鍵字之類的內(nèi)容）。除此之外，不同調(diào)試器各自還有一些非標(biāo)準(zhǔn)特性，這使它們彼此不同。下面是pydbgr的一些標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)特性，如果你用的代碼編輯器沒有附帶調(diào)試器，pydbgr會是一個不錯的選擇。

智能求值：求值命令幫助我們了解執(zhí)行某行代碼時會發(fā)生什么，當(dāng)然指的是這行代碼在程序中實際運行之前。它有助于我們進行假設(shè)分析，用以了解程序中有哪些地方可能會出現(xiàn)問題。

跨進程調(diào)試：一般來說，我們只能調(diào)試駐留在同一臺機器上的應(yīng)用程序。實際上，調(diào)試器是應(yīng)用程序進程的一部分，這意味著調(diào)試器本身可能會妨礙到調(diào)試過程。為此，我們可以使用跨進程調(diào)試，這樣調(diào)試器就不會影響到應(yīng)用程序，你甚至可以不必在與調(diào)試器相同的機器上運行應(yīng)用程序。

全面字節(jié)碼檢查：有時，查看代碼轉(zhuǎn)換為字節(jié)代碼（Python解釋器真正理解的代碼）的過程有助于我們解決棘手的問題。

事件過濾和跟蹤：當(dāng)你的程序在調(diào)試器中運行時，它會產(chǎn)生一些事件，這些事件可以幫助調(diào)試器了解發(fā)生了什么。比如，移動到下一行代碼會產(chǎn)生一個事件，從函數(shù)調(diào)用返回會產(chǎn)生另一個事件，等等。借助這個功能，我們可以控制調(diào)試器如何跟蹤應(yīng)用程序以及對哪些事件做出反應(yīng)。

##7　使用IPython進入交互環(huán)境

Python Shell可以很好地應(yīng)用在許多交互任務(wù)中。但是，如果你使用過它，你可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它有一些缺陷。其中，最大的缺陷是Python Shell是純文本環(huán)境，你必須在其中鍵入命令來執(zhí)行給定的任務(wù)。更高級一點的Shell，比如IPython，支持GUI界面，這使交互環(huán)境更友好，這樣你就不必記憶各種古怪的命令了。

其實，IPython不僅僅是一個簡單的Shell。它提供了一個環(huán)境，你可以在這個環(huán)境中以新的方式和Python進行交互，例如以圖形方式顯示你使用Python創(chuàng)建的公式的結(jié)果。此外，IPython還是一個容納其他語言的前端。IPython應(yīng)用程序向后臺的真正的Shell發(fā)送命令，因此你可以使用其他語言的Shell，比如Julia和Haskell。（即使你從未聽說過這些語言，也不必擔(dān)心。）

IPython最令人興奮的特性之一是它能夠在并行計算環(huán)境下工作。一般Shell都是單線程的，這意味著什么并行計算都做不了，你甚至不能創(chuàng)建多線程環(huán)境。僅憑這個特性，IPython就值得你試一試。

##8　使用PyUnit測試Python應(yīng)用程序

某些時候，你需要測試一下自己的應(yīng)用程序，以確保它們按照預(yù)期工作。測試時，你可以通過一次輸入一個命令并驗證結(jié)果來進行測試，或者將這個過程自動化。顯然，自動化這個方法會更好，因為你可不想把所有時間都花在測試上，連回家吃飯的時間都沒有了，而且手工測試非常非常慢（尤其是當(dāng)你犯了錯誤時，這種情況肯定會發(fā)生）。PyUnit等工具極大地簡化了單元測試（對單個特性進行的測試）過程。

PyUnit的優(yōu)點是允許你創(chuàng)建真實的Python代碼來執(zhí)行測試。簡單地說，你編寫的腳本是另一個專門的程序，用于測試主應(yīng)用程序是否有問題。

或許你會覺得腳本（非你專門編寫的應(yīng)用程序）中可能會有很多Bug。其實，測試腳本一般都設(shè)計得非常簡單，這會大大減少腳本中的錯誤，并讓腳本中的錯誤很容易被發(fā)現(xiàn)。即便如此，錯誤有時還是會出現(xiàn)。因此，當(dāng)你無法找到應(yīng)用程序中的問題時，你就的確需要檢查一下腳本了。

##9　使用Isort整理代碼

整理代碼看上去像是一件很小的事，但是如果你不注意這一點，你的代碼很可能會變得亂糟糟的，尤其是當(dāng)你沒有把所有import語句按照字母順序放到文件頂部時，代碼看起來會更亂。在某些情況下，如果你的代碼不夠整潔，你就很難（并非不可能）弄清楚它到底怎么了。Isort實用程序只對import語句進行排序，并確保它們?nèi)课挥谠创a文件的頂部，這看上去微不足道，但對你理解和修改源代碼有很大的幫助。

有時只要了解某個特定模塊需要哪些模塊，就可以幫助我們快速找出潛在的問題。例如，你的系統(tǒng)中安裝了某個老版本的模塊，那了解應(yīng)用程序都需要哪些模塊就可以使查找那個模塊的過程變得更容易。

此外，在把應(yīng)用程序分發(fā)給用戶時，了解應(yīng)用程序需要哪些模塊也很重要。只有用戶的系統(tǒng)中安裝了程序所需要的模塊，才能確保程序按照預(yù)期運行。

##10　使用Mercurial進行版本控制

你在學(xué)習(xí)本書的過程中創(chuàng)建的那些應(yīng)用程序其實都不復(fù)雜。事實上，在你讀完這本書并轉(zhuǎn)向更高級的學(xué)習(xí)之后，你都不太可能需要版本控制。不過，當(dāng)你進入一個有組織的開發(fā)環(huán)境中工作、實際開發(fā)滿足用戶需求的應(yīng)用程序時，版本控制就變得非常重要。簡單地說，版本控制就是跟蹤發(fā)布到實際生產(chǎn)環(huán)境中的不同程序版本，并記錄不同程序版本之間發(fā)生的變化。當(dāng)你說你在使用MyApp 1.2時，你指的是MyApp應(yīng)用程序的1.2版。為程序打版本標(biāo)識很有意義，當(dāng)程序修改了缺陷或進行了改進之后，版本標(biāo)識能夠讓人們知道自己使用的是哪一個版本。

Python版本控制工具有很多種，其中比較有趣的工具是Mercurial。對于幾乎所有可運行Python的平臺，Mercurial都提供了相應(yīng)版本，這樣在更換平臺時你就不必再擔(dān)心無法使用Mercurial了。（對于你使用的平臺，如果Mercurial沒有提供相應(yīng)的可執(zhí)行文件，你可以從官方站點下載Mercurial源代碼自己構(gòu)建一個。）

與其他產(chǎn)品不同，Mercurial是免費的。即便你打算以后改用其他更高級的產(chǎn)品，你也可以從使用Mercurial管理一個或兩個項目的過程中獲得有用的經(jīng)驗。

源代碼管理（SCM）是指把應(yīng)用程序的各個版本存儲在不同的地方，以便根據(jù)需要撤消或重做對源代碼所做的修改。對許多人來說，源代碼管理似乎是一項艱巨的任務(wù)。Mercurial環(huán)境相當(dāng)友好，你可以在其中學(xué)習(xí)SCM。當(dāng)你需要返回到程序的舊版本或修復(fù)新版本中出現(xiàn)的問題時，應(yīng)用程序各個版本的源代碼必須可用才行。

Mercurial最棒的地方在于它有一個很好的在線教程。學(xué)習(xí)SCM最好的方法是在你自己的機器上一步步地跟學(xué)，哪怕只是翻一翻這些材料也是很有用的。教程的第一部分是關(guān)于如何安裝Mercurial的。然后，教程講解如何創(chuàng)建存儲庫（存儲應(yīng)用程序各個版本的地方），并在創(chuàng)建應(yīng)用程序代碼時使用存儲庫。學(xué)完這個教程之后，你會對源代碼控制的原理以及為什么版本控制是應(yīng)用程序開發(fā)的一個重要部分有很好的了解。

本文摘自《從零開始學(xué)Python 第2版》

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書名：《從零開始學(xué)Python（第2版）》

**譯者：**武傳海

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軟件開發(fā) python

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