面试题：Python底层调试与自定义异常系统设计

利用GDB定位和调试Python C扩展模块与Python解释器底层交互错误

编译带有调试信息的扩展模块：在编译C扩展模块时，使用-g选项，例如：

gcc -g -shared -I$(python3 -c "import sys; print(sysconfig.get_path('include'))") -o mymodule.so mymodule.c

启动GDB并加载Python和扩展模块：假设Python可执行文件路径为/usr/bin/python3，扩展模块为mymodule.so，启动GDB：

gdb /usr/bin/python3
(gdb) file /usr/bin/python3
(gdb) break main
(gdb) run your_script_using_mymodule.py

捕获段错误：当程序因为内存管理不当等问题出现段错误时，GDB会停止并显示错误发生的位置。例如：

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
0x00007ffff7a50997 in PyDict_SetItem () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpython3.8.so.1.0

回溯调用栈：使用bt命令查看调用栈，分析是从哪里调用到出错的函数，例如：

(gdb) bt
#0  0x00007ffff7a50997 in PyDict_SetItem () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpython3.8.so.1.0
#1  0x00007ffff7a5170f in PyDict_SetItemString () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpython3.8.so.1.0
#2  0x00007ffff7a52213 in PyModule_AddObject () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpython3.8.so.1.0
#3  0x00007ffff7a526d7 in PyModule_Create2 () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpython3.8.so.1.0
#4  0x000055555555992e in initmymodule () at mymodule.c:42
#5  0x00007ffff7a52825 in _PyImport_LoadDynamicModuleWithSpec () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpython3.8.so.1.0
#6  0x00007ffff7a52f8d in _PyImport_LoadModuleObjectWithSpec () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpython3.8.so.1.0
#7  0x00007ffff7a5379a in _PyImport_ImportWithSpec () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpython3.8.so.1.0
#8  0x00007ffff7a53c09 in _PyImport_ImportModuleLevelObject () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpython3.8.so.1.0
#9  0x00007ffff7a53c7f in PyImport_ImportModuleLevel () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpython3.8.so.1.0
#10 0x00007ffff7a54156 in PyImport_ImportModule () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libpython3.8.so.1.0

检查变量和内存：使用print命令查看变量的值，使用x命令查看内存内容，帮助定位问题。例如：

(gdb) print some_variable
(gdb) x/10xb some_pointer

自定义异常系统设计思路及核心代码示例

异常分类：通过继承BaseException或Exception类来创建不同类型的自定义异常类。
异常传播控制：在函数内部引发异常，让调用者决定如何处理异常。
与Python标准库异常处理机制兼容：确保自定义异常可以被try - except语句捕获，与标准异常处理逻辑一致。

核心代码示例：

class CustomError(Exception):
    """自定义异常基类"""
    pass

class SpecificCustomError1(CustomError):
    """特定的自定义异常类型1"""
    pass

class SpecificCustomError2(CustomError):
    """特定的自定义异常类型2"""
    pass

def some_function():
    raise SpecificCustomError1("这是SpecificCustomError1的错误信息")

try:
    some_function()
except SpecificCustomError1 as e:
    print(f"捕获到SpecificCustomError1: {e}")
except SpecificCustomError2 as e:
    print(f"捕获到SpecificCustomError2: {e}")
except CustomError as e:
    print(f"捕获到CustomError: {e}")

面试题：Python底层调试与自定义异常系统设计

知识考点

面试题答案

利用GDB定位和调试Python C扩展模块与Python解释器底层交互错误

自定义异常系统设计思路及核心代码示例