R语言代码调试

      Norman Matloff 和PeteSalzman在其著作《TheArt of Debugging, withGDB,DDD,Eclipse》中曾说过，确认原则是调试的本质。程序员编写程序是为实现特定目的，而一个程序可以由许多目的组成，调试是确认某些目的是否达到了，如果未能达到目的，那么便可通过在调试中查看变量，发现问题症结，进而解决问题。

    在R中进行debug有几种不同方式，你如果使用诸如Rstudio等图形软件，调试代码很容易，所有的调试都在图形界面下完成，你只需要根据需求在图形界面下点击相应选项来进行断点设置、单步执行、查看变量等操作，查找问题症结。但如果在命令行界面下调试R代码，那就得要借助于一些特别的调试工具。R的基础软件包base中包含了一些基本的调试工具，当然CRAN中也有一些其它优秀的调试工具。

    对于一般用户来说，掌握base中的基本调试工具就能满足大部分需求，下面介绍R基本软件包base中的调试工具的使用方法(也包含setBreakpoint(),其位于utils包中)。   

   由于在启动和关闭调试中需要用到部分调试命令，这里就先介绍进入调试模式后需要用到的一些基本命令。

    1.基本调试命令

    在进入dedbug调试状态后，命令提示符从>变为Browse[d]>(d表示函数调用链的深度)，可以通过一些基本的命令来进行控制:

• n(表示next): 告诉R执行下一行代码，并且执行完后马上暂停,实际就是一行一行地执行代码。相当于C语言开发工具Turbo C中的trace into。
• c(表示continue):表示会执行若干条语句。若当前处在循环中，这一步会执行完整个循环，若当前处在函数内但又不再循环中，则会执行完当前函数。相当于C语言开发工具Turbo C中的step over。
• where: 输出一份栈跟踪路径，显示到达当前位置的过程中函数的调用序列。
• Q: 退出brower，返回R的主交互模式。

• 任意R命令: 即使在调试状态browser中，依然处于R的交互模式中，所以你可以用任意R命令。

    2启动和关闭调试

    R的核心调试工具由browser构成，通过browser，你可以逐行运行代码，并在运行过程中进行检查，查看变量。在调试代码时，我们首先要让程序进入调试状态，有下列几种方式可以实现。

    2.1 在代码中的指定位置加入browser()

   开启调试:

      在R源文件中的指定位置插入函数browser()，保存源文件，运行源程序，程序一旦运行到browser()处，将会自动进入debug状态。

   取消调试:

      但当用户完成调试后，需要手动删除源文件中的browser()函数，否则每次运行到browser()位置都会进入debug状态。

       temp_test.R:

           (PS:此文件在下面会多次用到，所以贴出来，但后续用到时已经删除了browser()) 

countsum <- function(count){    sum <- 0    for (i in 1:count)    {        sum <- sum + i    }    browser()    return (sum)}results <- countsum(100)print(results) 

    运行之后:

> source("temp_test.R")Called from: countsum(100)Browse[1]>

    2.2调用debug()

    R的调试工具是针对单个函数的，由于拥有函数式编程的特性，R的每一个运算符，实际上也是函数(关于R函数，可参考这里)，这里所说的函数不包括一般的运算符。

   开启调试:

      执行命令debug(fun)

            fun指函数名，这样每次调用函数fun()都会进入调试状态。

    取消调试:

       执行命令undebug(fun)

       再次调用函数fun()将不会进入调试状态。

   如下例所示: 

> source("temp_test.R")[1] 5050> debug(countsum)> countsum(10)debugging in: countsum(10)debug at temp_test.R#1: {    sum <- 0    for (i in 1:count) {        sum <- sum + i    }    return(sum)}Browse[2]> ndebug at temp_test.R#2: sum <- 0Browse[2]> ndebug at temp_test.R#3: for (i in 1:count) {    sum <- sum + i}Browse[2]> sum[1] 0Browse[2]> cexiting from: countsum(10)[1] 55

 

    2.3调用debugonce()

     同debug()的调用方式一样，区别在于:debugonce()只会在设置之后的第一次调用时进入调试状态且只只进入一次，而debug()可以进入无限多次直到通过undebug()取消调试。

    2.4用函数trace()进行跟踪

    trace(fun,tracer)

    fun表示需要跟踪或者取消跟踪的函数名;racer表示跟踪的对象，可以是某个函数，也可以是函数中的某个表达式。

    开启调试:

      执行命令trace(fun,tracer)

      每次调用函数fun()，都会显示表达式的值，或者对函数进行某些操作。

    取消调试:

      执行命令untrace(fun)

      取消对某个函数的跟踪。

   如下例所示:

> source("temp_test.R")[1] 5050> trace(countsum,sum)[1] "countsum"> countsum(10)Tracing countsum(10) on entry[1] 55> untrace(countsum)> trace(countsum,browser())Called from:methods::.TraceWithMethods(countsum, browser(), where =<environment>)Browse[1]> Q> rm(list = ls())> source("temp_test.R")[1] 5050> trace(countsum,sum)[1] "countsum"> countsum(10)Tracing countsum(10) on entry[1] 55> untrace(countsum)> trace(countsum,browser)[1] "countsum"> countsum(20)Tracing countsum(20) on entryCalled from: eval(expr, envir, enclos)Browse[1]> ndebug: {sum <- 0for (i in 1:count) {sum <- sum + i}return(sum)}Browse[2]> c[1] 210

    2.5.设置断点setBreakpoint()

    setBreakpoint()位于utils包中，R版本需要>=2.10

    setBreakpoint(filename,linenumber)

  表示会在源文件filename的第linenumber行设置断点，但是实际上是通过函数来进行设置的，这点需要注意，即只有所设置的断点处于文件中的某个函数内才是有效的。此函数可以用在debug调试状态中，在单步调试过程中，当设置了断点后，可以让程序直接运行到到断点处，这在调试过程中很有用处。

    开启调试:

      执行命令setBreakpoint(filename,linenumber)

      然后再执行代码，当代码运行到断点处即进入调试状态。

    取消调试:

      执行命令untrace(fun)

          fun表示函数名，Breakpoint要设在函数内才有效，所以应当通过函数来取消断点，setBreakpoint()是通过调用trace()发挥作用的。

   如下例所示:

>source("temp_test.R")[1]5050>setBreakpoint("temp_test.R",3)/home/sheng/WinD/test/temp_test.R#3:countsumstep 3 in <environment: R_GlobalEnv>>countsum(20)temp_test.R#3Calledfrom: countsum(20)Browse[1]>ndebug:for (i in 1:count) {    sum<- sum + i}Browse[2]>wherewhere1: countsum(20)Browse[2]>sum[1]0Browse[2]>c[1]210

参考:

[1] Norman Matloff著，陈堰平等译.R语言编程艺术.机械工业出版社,2013-05