1.4 通过范例程序加深对Python语法的认识
在本节中，我们将综合运用之前学到的函数、条件分支语句和循环语句来实现若干范例程序。在编写、调试、执行范例程序的过程中，也需要调试（Debug）代码中的问题，本节也会介绍调试代码的相关技巧。
1.4.1 实现冒泡排序算法
冒泡排序算法的执行步骤是，每次比较两个相邻的元素，如果它们次序有误，则交换位置。基于Python语言实现的冒泡排序范例程序如下：
1 # !/usr/bin/env python 2 # coding=utf-8 3 4 # 定义冒泡排序的函数 5 def SortFunc(numArray): 6 loopTimes=0; # 记录循环冒泡比较的次数 7 while loopTimes< len(numArray)-1: 8 # index为待比较元素的下标 9 for index in range(len(numArray)-loopTimes-1): 10 if numArray[index] > numArray[index+1]: 11 tmp=numArray[index] 12 numArray[index]=numArray[index+1] 13 numArray[index+1]=tmp 14 loopTimes=loopTimes+1 15 return numArray 16 17 unSortedNums=[10,12,48,7,5,3] 18 print(SortFunc(unSortedNums))
从第5行到第15的程序代码中，使用def定义了实现冒泡算法的SortFunc函数，在其中是通过两层循环来实现排序过程中的交换操作。
在第7行的while循环条件中设置了循环比较的次数，由于是待比较元素之间的比较，因此循环次数是待比较列表的长度减1。在第10行对比了相邻的两个元素，如果与目标的顺序不一致，则通过第11行到第13行的代码交换两个元素的位置。
在第17行中，定义了一个未经排序的列表，在第18行中调用了SortFunc函数，并在这行中通过print语句输出了排序后的结果。
1.4.2 计算指定范围内的质数
质数是只能被1和自身整除的自然数，在如下的PythonCalPrime.py范例程序中，将使用两层嵌套的for循环来寻找并打印指定范围内的质数。
1 # !/usr/bin/env python 2 # coding=utf-8 3 # 打印质数的方法 4 def printPrime(maxNum): 5 num=[]; 6 currentNum=2 7 for currentNum in range(2,maxNum+1): 8 devidedNum=2 9 for devidedNum in range(2,currentNum+1): 10 if(currentNum%devidedNum==0): 11 break 12 if currentNum == devidedNum: 13 num.append(currentNum) # 把质数加入到列表里 14 #print(num) 15 print(num) 16 17 printPrime(101)
在第4行的printPrime方法（或称为函数）的定义中，通过参数maxNum来指定待打印质数的上限。在第7行的外层for循环中，通过调用range方法，依次遍历2到 maxNum范围内的自然数，这里请注意，如果把外层条件写成“for currentNum in range(2,maxNum+):”，则无法遍历maxNum这个数。
在执行外层循环时，第9行的内层for循环会依次让currentNum除以从2到该数本身的各个自然数，请注意，这里第9行的写法依然是需要加1，即“range(2, currentNum+1)”。
在执行内层循环时，如果通过第10行的判断，发现从1到该数本身之外还存在其他被整除的因数，则说明该数不是质数，那么就执行第11行的break语句退出内层for循环。如果内层循环完成后，且满足第12行的if条件，则说明这个数只有1和本身的因数，于是执行第13行的语句把该数加入到num列表中（num就是存储已找到质数的列表）。
第17行调用printPrime函数，执行的结果就能打印出101（含101）内所有的质数。这里请注意，由于Python是通过缩进来判断程序语句块的层次，如果用错了缩进格式，比如把第15行的程序代码再缩进了4个空格（如第14行那样，即和第14行语句起始对齐），那么就会在每次外层循环的最后都打印出num中的内容，其实就是把执行的中间结果打印出来了。
1.4.3 通过Debug调试代码中的问题
在编写代码时，一旦出现了问题，就需要通过Debug方法来调试、排错和修改有问题的程序语句。
以1.4.2小节的PythonCalPrime.py范例程序为例，如果我们错误地把第9行的代码写成如下的样子，即在range中，没有对currentNum加1。
for devidedNum in range(2,currentNum):
这时输出的结果只有2，明显和我们预期的不一致，此时，就可以通过如下的步骤来排查程序中的问题。
在代码的左边，用鼠标双击加入断点，如图1-10所示。该程序用了两层嵌套for循环，为了调试方便，可以把断点设置在外层for语句代码的位置。
图1-10 调试时在程序代码里加入断点
在代码的空白位置，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中，依次单击“Debug As”→“Python Run”，以Debug的方式运行程序，如图1-11所示。
图1-11 以Debug的方式运行程序
以Debug方式启动程序的运行后，光标会停在之前设置的断点位置，如果此时单击“Step Over”按钮（快捷键为【F6】），光标则会依次跳到下一条语句上，如果此时把鼠标移动到currentNum等变量上，就能看到这个变量当前的值，如图1-12所示。
图1-12 调试程序时查看变量当前值的效果图
当currentNum是3的时候，我们编写这句程序语句的本意是让devidedNum依次遍历2和3这两个数，这样在退出内层for循环，执行if语句时，currentNum等于devidedNum，结果就能判定3是质数。
但是，通过“单步执行”调试时，我们看到此时当devidedNum取值为3时，并没有执行内层循环的“if(currentNum%devidedNum==0):”语句，而是直接退出了内层循环，由此我们就发现了问题，原来是设置内层for循环条件时，range变量的第二个参数设置得不对。于是改成如下的“currentNum+1”后再运行，结果就正确了。
for devidedNum in range(2,currentNum+1)
在开发Python应用程序时，读者或许用的是其他的开发环境。虽然在不同的开发环境中，代码调试的具体步骤可能不同，但通过代码调试排查问题的思路都是通用的。一般来说，通过如下三个调试的步骤，能发现程序中的绝大多数问题。
在合适的位置加上断点，如果不知道问题所在，就从程序的开始位置加上断点，待确认问题范围后再不断地添加或去掉断点。
可以通过单步执行，查看具体场景里每个变量的值，也可以通过不断地“单步执行”，观察程序运行的顺序是否和我们预期的一样。
还可以通过“Step Into”的方式，进入到具体函数内部排查问题，如图1-13所示，把断点设置在printPrime函数上，以Debug方式启动程序后，再单击“Step Into”菜单选项，就会进入到这个函数的第1行，如图1-14所示。
图1-13 在函数上加断点
图1-14 通过Step Into进入函数内部调试