1、引言

在编程过程中，调试作为一个不可或缺的步骤，帮助我们更高效地检查和发现代码中的错误。借助Pycharm，我们不仅可以使用传统的print()来输出调试信息，还能更加轻松地使用「单步调试」来逐步分析程序执行过程，进一步检查错误。因此，本篇文章将会介绍如何在Pycharm中使用单步调试技巧，以提高程序调试的效率。

2、正文

1、设置断点

在我们运用Pycharm调试程序之前，首先要做的就是在需要调试的代码行处设置断点，即在需要暂停程序执行的位置下断点。我们可以通过两种操作方式来设置断点：

在需要设置断点的代码行左侧单击鼠标左键，设置一个红色圆圈表示断点；
在需要设置断点的代码行处，使用快捷键Ctrl+F8（Windows系统）或Command+F8（Mac系统）来设置一个断点。下面的示例代码中，我们使用快捷键Ctrl+F8在第4行设置了一个断点：

def main():
    lst = [1, 2, 3, 4, 5]
    for i in lst: # 在此行设置断点
        print(i)
    print('End')
if __name__ == '__main__':
    main()

2、使用单步调试

一旦我们在需要调试的代码行处设置了断点，我们就可以启动Pycharm的单步调试模式来检查程序运行过程中的错误。在Pycharm中，单步调试包括以下三种模式：

Step over：执行当前行，并跳过函数内的代码；
Step into：执行当前行，并进入函数内部的第一行代码；
Step out：程序退出当前函数，并到达调用当前函数的下一行代码，通常用于跳出递归函数的执行。可以通过以下方式启动Pycharm的单步调试模式：
在需要调试的代码行上单击右键，选择「Debug '文件名.py'」选项；
在Pycharm主界面的菜单栏中点击「Run」-「Debug」-「Debug '文件名.py'」选项，或使用快捷键Ctrl+Shift+D（Windows系统）或Command+Shift+D（Mac系统）启动调试模式。在单步调试模式的命令面板中，我们可以看到以下四个按钮：
Resume Program：调试模式下恢复程序正常运行；
Step Over：单步跳过当前行（函数不跳）；
Step Into：单步进入当前行所调用的函数；
Step Out：跳出当前函数，执行调用该函数的下一条代码。下面的示例代码中，我们使用「Step Over」、「Step Into」和「Step Out」三种模式来演示单步调试的过程：

def foo():
    print("Step into foo")
    return 1
def main():
    a = 1 + 2
    b = a + foo() # 在此行设置断点
    print(b)
if __name__ == '__main__':
    main()

当我们在第7行处设置断点并执行单步调试时，程序会在第7行暂停，然后我们可以使用「Step Over」单步跳过当前行；使用「Step Into」单步进入函数foo()中的第一行代码；使用「Step Out」跳出函数foo()，执行调用foo()的下一条代码。

3、使用变量监视器

Pycharm还提供了一个非常有用的工具，名为「变量监视器」，可以在调试时实时查看程序中各个变量的值。通过打开「Watch」窗口，我们可以添加需要监视的变量名，每次程序执行到一个断点时，「Watch」窗口会显示该变量的值，从而帮助我们更好地理解程序的行为。在Pycharm中，我们可以通过点击下方的三个窗口之一的「Variables」打开「Watch」窗口，然后单击右下角的「+」号来添加我们需要监视的变量名。在添加完变量名后，我们可以一步一步执行程序，观察变量的值的变化情况。下面是一个示例代码，在代码的某行设置了断点，同时在「Watch」窗口添加了变量a和lst：

def main():
    lst = [1, 2, 3, 4, 5]
    a = 0
    for i in lst: # 在此行设置断点
        a += i
    print(a)
if __name__ == '__main__':
    main()

4、使用断言

在程序开发中，我们经常需要使用断言来检查程序执行的正确性。Pycharm中的「断言」功能可以让我们更快捷地进行代码验证。使用「断言」功能时，我们可以在代码中使用assert语句来判断是否满足特定条件，并在满足特定条件时继续程序运行，不满足特定条件时则提示错误信息并停止程序的执行。我们可以在Pycharm中的设置中开启「断言」功能，并设置断言失败时的行为：停止程序运行（默认行为）或运行Python控制台。使用断言需要注意的是，在完成调试后，需要在项目中将相关代码的assert语句删除；下面的示例代码中，我们在程序的第15行处添加了一个断言，判断lst中元素是否均为偶数：

def main():
    lst = [2, 4, 6, 8, 9] # 在此处添加断言
    for i in lst:
        print(i)
    assert all([i%2 == 0 for i in lst])
if __name__ == '__main__':
    main()

3、小结

本篇文章重点介绍了如何在Pycharm中使用单步调试工具，让开发者以更高效的方式进行程序的调试和检测。通过本篇文章，我们了解了「设置断点」、「单步调试」、「变量监视器」和「断言」等工具的使用方法，希望对读者有所帮助。

用Pycharm单步调试编程的技巧