3.5.1. Точки останова и просмотр переменных
Рассмотрим быструю сортировку в качестве примера. Вот код:
qsort [] = []
qsort (a:as) = qsort left ++ [a] ++ qsort right
where (left,right) = (filter (<=a) as, filter (>a) as)
main = print (qsort [8, 4, 0, 3, 1, 23, 11, 18])
Сначала загрузим модуль в GHCi:
ghci> :l qsort.hs
[1 of 1] Compiling Main ( qsort.hs, interpreted )
Ok, modules loaded: Main.
*ghci>
Теперь установим точку останова справа от второго уравнения qsort:
*ghci> :break 2
Breakpoint 0 activated at qsort.hs:2:15-46
*ghci>
Команда :break 2 устанавливает точку останова на строке 2 в недавно загруженном модуле, в данном случае qsort.hs. Конкретно, она выбирает левую полную подвыражение на этой строке, для установки точки останова, в данном случае выражение (qsort left ++ [a] ++ qsort right).
Теперь запустим программу:
*ghci> main
Stopped at qsort.hs:2:15-46
_result :: [a]
a :: a
left :: [a]
right :: [a]
[qsort.hs:2:15-46] *ghci>
Выполнение остановилось на точке останова. Подсказка изменилась, чтобы указать, что мы в настоящее время остановились на точке останова, и местоположение: [qsort.hs:2:15-46]. Для большей ясности местоположения, можно использовать команду :list:
[qsort.hs:2:15-46] *ghci> :list
1 qsort [] = []
2 qsort (a:as) = qsort left ++ [a] ++ qsort right
3 where (left,right) = (filter (<=a) as, filter (>a) as)
Команда :list выводит исходный код вокруг текущей точки останова. Если устройство вывода поддерживает это, то GHCi выделит активное подвыражение жирным шрифтом.
GHCi предоставил привязки для свободных переменных выражения, на котором была размещена точка останова (a, left, right ) и дополнительную привязку к результату выражения (_result). Эти переменные такие же, как и другие переменные, которые вы можете определить в GHCi; вы можете использовать их в выражениях, которые вы набираете в подсказке, вы можете запросить их типы с помощью :type и так далее. Есть одно важное отличие: эти переменные могут иметь только частичные типы. Например, если мы попытаемся отобразить значение left:
[qsort.hs:2:15-46] *ghci> left
<interactive>:1:0:
Ambiguous type variable `a' in the constraint:
`Show a' arising from a use of `print' at <interactive>:1:0-3
Cannot resolve unknown runtime types: a
Use :print or :force to determine these types
Это потому, что qsort — это полиморфная функция, и так как GHCi не сохраняет информацию о типах во время выполнения, он не может определить типы переменных во время выполнения, которые включают переменные типов. Следовательно, когда вы запрашиваете отображение left в подсказке, GHCi не может понять, какой экземпляр Show использовать, поэтому он выводит ошибку типа, указанную выше.
К счастью, отладчик включает общую команду печати :print, которая может проверить фактическое значение переменной во время выполнения и попытаться восстановить ее тип. Если мы попробуем это на left:
[qsort.hs:2:15-46] *ghci> :set -fprint-evld-with-show
[qsort.hs:2:15-46] *ghci> :print left
left = (_t1::[a])
Это не особенно информативно. Что произошло, так это то, что left привязано к невычисленному вычислению (подвешенное состояние или thunk), и :print не форсирует никакого вычисления. Идея в том, что :print может использоваться для проверки значений в точке останова без каких-либо нежелательных побочных эффектов. Она не будет принудительно вычислять никакие значения, что могло бы привести к получению программой другого ответа, чем обычно, и, следовательно, не вызовет никаких исключений, бесконечных циклов или срабатывания дополнительных точек останова (см. Вложенные точки останова). Вместо принудительного вычисления thunk, :print привязывает каждый thunk к новой переменной, начинающейся с подчеркивания, в этом случае _t1.
-
-fprint-evld-with-show -
Флаг -fprint-evld-with-show инструктирует :print использовать доступные Show экземпляры по возможности. Это происходит только тогда, когда содержимое проверяемой переменной полностью вычислено.
Если нас не беспокоит сохранение вычисленного состояния переменной, мы можем использовать :force вместо :print. Команда :force ведет себя точно так же, как :print, за исключением того, что она форсирует вычисление всех встреченных thunk:
[qsort.hs:2:15-46] *ghci> :force left
left = [4,0,3,1]
Теперь, поскольку :force проверил значение во время выполнения left, он восстановил его тип. Мы можем увидеть результаты этого восстановления типов:
[qsort.hs:2:15-46] *ghci> :show bindings
_result :: [Integer]
a :: Integer
left :: [Integer]
right :: [Integer]
_t1 :: [Integer]
Теперь мы не только знаем тип left, но и все остальные частичные типы также были решены. Поэтому мы можем запросить значение a, например:
[qsort.hs:2:15-46] *ghci> a
8
Вам может быть полезно использовать функцию Haskell seq для вычисления отдельных thunk вместо вычисления всего выражения с помощью :force. Например:
[qsort.hs:2:15-46] *ghci> :print right
right = (_t1::[Integer])
[qsort.hs:2:15-46] *ghci> seq _t1 ()
()
[qsort.hs:2:15-46] *ghci> :print right
right = 23 : (_t2::[Integer])
Мы вычислили только thunk _t1, показав начало списка, а хвост — это другой thunk, сейчас связанный с _t2. Функция seq немного неудобна в использовании здесь, поэтому вы можете использовать :def, чтобы сделать более удобный интерфейс (оставляется в качестве упражнения для читателя!).
Наконец, мы можем продолжить текущее выполнение:
[qsort.hs:2:15-46] *ghci> :continue
Stopped at qsort.hs:2:15-46
_result :: [a]
a :: a
left :: [a]
right :: [a]
[qsort.hs:2:15-46] *ghci>
Выполнение продолжилось с точки, где оно ранее остановилось, и теперь остановилось на точке останова во второй раз.
3.5.1.1. Установка точек останова
Точки останова можно установить различными способами. Возможно, самый простой способ установить точку останова — назвать функцию верхнего уровня:
:break identifier
Где ⟨идентификатор⟩ обозначает любую функцию верхнего уровня в интерпретируемом модуле, в настоящее время загруженном в GHCi (могут использоваться квалифицированные имена). Точка останова будет установлена в теле функции, когда она будет полностью применена. Если функция имеет несколько шаблонов, то точка останова будет установлена на каждом из них.
Используя квалифицированные имена, можно установить точки останова на все функции (верхнего уровня и вложенные) во всех загруженных и интерпретируемых модулях:
:break [ModQual.]topLevelIdent[.nestedIdent]...[.nestedIdent]
⟨ModQual⟩ — необязательно и представляет собой либо фактическое имя модуля, либо локальный псевдоним квалифицированного оператора импорта.
⟨topLevelIdent⟩ — это имя функции верхнего уровня в модуле, на который ссылается ⟨ModQual⟩.
⟨nestedIdent⟩ — необязательно и представляет собой имя функции, вложенной в оператор let или where внутри ранее упомянутой функции ⟨nestedIdent⟩ или ⟨topLevelIdent⟩.
Если ⟨ModQual⟩ — это имя модуля, то ⟨topLevelIdent⟩ может быть любым идентификатором верхнего уровня в этом модуле. Если ⟨ModQual⟩ отсутствует или является локальным псевдонимом квалифицированного импорта, то ⟨topLevelIdent⟩ должен быть в области видимости.
Точки останова можно устанавливать на произвольно вложенные функции, но цепочка вложенных имен функций должна быть указана полностью.
Рассмотрим функцию foo в модуле Main:
foo s = 'a' : add s
where add = (++"z")
Точку останова на функции add можно установить с помощью одной из следующих команд:
:break Main.foo.add
:break foo.add
Точки останова также можно устанавливать по номеру строки (и, необязательно, по номеру столбца):
:break line
:break line column
:break module line
:break module line column
Когда точка останова устанавливается на конкретной строке, GHCi устанавливает точку останова на левом наименьшем подвыражении, которое начинается и заканчивается на этой строке. Если две полные подвыражения начинаются в одном столбце, выбирается наибольшее. Если на строке нет полного подвыражения, то выбирается самое левое выражение, начинающееся на строке, а в противном случае — самое правое выражение, частично или полностью покрывающее строку.
Когда точка останова устанавливается на конкретной строке и столбце, GHCi выбирает наименьшее подвыражение, которое охватывает это местоположение, для установки точки останова. Примечание: GHC рассматривает символ TAB как имеющий ширину 1, где бы он ни встречался; другими словами, он считает символы, а не столбцы. Это соответствует действиям некоторых редакторов, но не других. Лучший совет — вообще избегать символов TAB в исходном коде (см. -Wtabs в Проверки и проверки на корректность).
Если модуль опущен, используется последний загруженный модуль.
Не все подвыражения являются потенциальными местами установки точек останова. Одиночные переменные обычно не считаются местами установки точек останова (если переменная не является правой частью определения функции, лямбды или альтернативы case). Правило состоит в том, что все редекси являются местами установки точек останова вместе с телами функций, лямбд, альтернатив case и операторов присваивания. Обычно нет точки останова на выражении let, но всегда будет точка останова на его теле, поскольку мы обычно заинтересованы в проверке значений, связанных с оператором let.
3.5.1.2. Управление точками останова
Список точек останова, которые в данный момент определены, можно отобразить с помощью :show breaks:
*ghci> :show breaks
[0] Main qsort.hs:1:11-12 enabled
[1] Main qsort.hs:2:15-46 enabled
Чтобы отключить одну или несколько определенных точек останова, используйте команду :disable с одним или несколькими разделенными пробелами номерами, приведенными в выводе из :show breaks:. Чтобы отключить все точки останова сразу, используйте :disable *.
*ghci> :disable 0
*ghci> :show breaks
[0] Main qsort.hs:1:11-12 disabled
[1] Main qsort.hs:2:15-46 enabled
Отключенные точки останова можно (снова) включить с помощью команды :enable. Параметры команд :disable и :enable идентичны.
Чтобы удалить точку останова, используйте команду :delete с номером, приведенным в выводе из :show breaks:
*ghci> :delete 0
*ghci> :show breaks
[1] Main qsort.hs:2:15-46 disabled
Чтобы удалить все точки останова сразу, используйте :delete *.
