大多数常规 Python 调试器仅支持调试 Python 代码，但开发人员通常使用 Python 和 C 或C++。 使用混合代码的一些方案是需要高性能的应用程序，或者直接调用平台 API 的功能通常用 Python 和 C 或C++进行编码。
Visual Studio 为 Python 和本机 C/C++ 代码提供集成的同时混合模式调试。 在 Visual Studio 安装程序中为 Python 开发 工作负载选择 Python 本机开发工具 选项时，支持可用：
本文介绍如何使用以下混合模式调试功能：
- 组合调用堆栈
- 在 Python 和本机代码之间的过渡步骤
- 这两种类型的代码中的断点
- 查看本机帧中对象的 Python 表示形式，反之亦然
- 在 Python 项目或C++项目的上下文中进行调试
先决条件
Visual Studio 2017 及更高版本。 混合模式调试不适用于 Visual Studio 2015 及更早版本中的 Python Tools for Visual Studio 1.x。
安装了支持 Python 工作负载的 Visual Studio。 有关详细信息，请参阅 在 Visual Studio中安装 Python 支持。
在 Python 项目中启用混合模式调试
以下步骤介绍如何在 Python 项目中启用混合模式调试：
在 解决方案资源管理器中，右键单击 Python 项目，然后选择“ 属性”。
在 “属性 ”窗格中，选择 “调试 ”选项卡，然后选择 “调试>启用本机代码调试 ”选项：
此选项为所有调试会话启用混合模式。
小窍门
启用本机代码调试时，Python 输出窗口可能会在程序完成后立即关闭，而不会暂停并显示 “按任意键继续 提示”。 若要在启用本机代码调试后强制暂停和提示，请将
-i参数添加到“调试”选项卡上的>解释器参数”字段。此参数使 Python 解释器在代码运行后进入交互模式。 程序等待你选择 Ctrl+Z+Enter 关闭窗口。选择 “文件>保存 ”（或 Ctrl+S）保存属性更改。
若要将混合模式调试器附加到现有进程，请选择“ 调试>附加到进程”。 此时会打开一个对话框。
在“ 附加到进程 ”对话框中，从列表中选择相应的进程。
对于 “附加到” 字段，请使用 “选择 ”选项打开 “选择代码类型 ”对话框。
在 “选择代码类型 ”对话框中，选择 “调试这些代码类型 ”选项。
在列表中，选中 Python（本机） 复选框，然后选择 “确定” ：
选择 “附加 ”以启动调试器。
代码类型设置是永久性的。 如果以后要禁用混合模式调试并附加到其他进程，请清除 Python（本机） 代码类型复选框，然后选择 “本机 代码类型”复选框。
除了可以选择“本机”选项以外，还可以选择其他代码类型，亦或是作为对“本机”选项的替代。 例如，如果托管应用程序托管 CPython，而 CPython 又使用本机扩展模块，并且想要调试所有三个代码项目，请选中 Python、 Native 和 Managed 复选框。 此方法提供统一的调试体验，包括组合调用堆栈和所有三个运行时之间的单步执行。
使用虚拟环境
当你对虚拟环境（venvs）使用这种混合模式调试方法时，适用于 Windows 的 Python 使用 python.exe 存根文件，该文件由 Visual Studio 发现并作为子进程加载。
对于 Python 3.8 及更高版本，混合模式不支持多进程调试。 启动调试会话时，会调试存根子进程，而不是应用程序。 对于连接场景，解决方法是附加到正确的
python.exe文件。 当使用调试（例如通过 F5 键盘快捷方式）启动应用程序时，可以使用命令来创建 venvC:\Python310-64\python.exe -m venv venv --symlinks。 在命令中，插入首选版本的 Python。 默认情况下，只有管理员可以在 Windows 上创建符号链接。对于低于 3.8 的 Python 版本，混合模式调试应按预期使用 venvs。
在全局环境中运行不会导致任何版本的 Python 出现这些问题。
安装 Python 符号
首次在混合模式下开始调试时，可能会看到 “需要 Python 符号 ”对话框。 对于任何给定的 Python 环境，只需安装一次符号。 如果通过 Visual Studio 安装程序（Visual Studio 2017 及更高版本）安装 Python 支持，则会自动包含符号。 有关详细信息，请参阅 在 Visual Studio 中安装 Python 解释器的调试符号。
访问 Python 源代码
可以在调试时使标准 Python 本身的源代码可用。
下载适合你的版本的 Python 源代码存档，并将代码提取到文件夹中。
当 Visual Studio 提示输入 Python 源代码的位置时，指向提取文件夹中的特定文件。
在 C/C++ 项目中启用混合模式调试
Visual Studio 2017 版本 15.5 及更高版本支持从 C/C++ 项目中进行混合模式调试。 此用法的一个示例是想要 将 Python 嵌入另一个应用程序中，如 python.org 所述。
以下步骤介绍如何为 C/C++ 项目启用混合模式调试：
在 解决方案资源管理器中，右键单击 C/C++ 项目，然后选择“ 属性”。
在“ 属性页 ”窗格中，选择“ 配置属性>调试 ”选项卡。
展开 调试器启动 选项的下拉菜单，然后选择 “Python/本机调试”。
注释
如果未看到 Python/本机调试 选项，则需要首先使用 Visual Studio 安装程序安装 Python 本机开发工具 。 本机调试选项在 Python 开发工作负载下可用。 有关详细信息，请参阅 在 Visual Studio中安装 Python 支持。
选择“确定”以保存更改。
调试程序启动器
使用此方法时，无法调试 py.exe 程序启动器，因为它会生成子 python.exe 子进程。 调试器不会附加到子进程。 对于此方案，解决方法是直接使用参数启动 python.exe 程序，如下所示：
在 C/C++ 项目的 “属性页 ”窗格中，转到 “配置属性>调试 ”选项卡。
对于 “命令 ”选项，请指定程序文件的完整路径
python.exe。在 “命令参数” 字段中指定所需的参数。
附加混合模式调试器
对于 Visual Studio 2017 版本 15.4 及更早版本，仅当在 Visual Studio 中启动 Python 项目时，才启用直接混合模式调试。 支持有限，因为 C/C++ 项目仅使用本机调试器。
对于此方案，解决方法是单独附加调试器：
通过选择调试>不调试启动或使用键盘快捷键Ctrl+F5来启动C++项目。
若要将混合模式调试器附加到现有进程，请选择“ 调试>附加到进程”。 此时会打开一个对话框。
在“ 附加到进程 ”对话框中，从列表中选择相应的进程。
对于 “附加到” 字段，请使用 “选择 ”选项打开 “选择代码类型 ”对话框。
在 “选择代码类型 ”对话框中，选择 “调试这些代码类型 ”选项。
在列表中，选中 Python 复选框，然后选择“ 确定”。
选择 “附加 ”以启动调试器。
小窍门
可以在C++应用程序中添加暂停或延迟，以确保它不会在附加调试器之前调用要调试的 Python 代码。
探索混合模式特定功能
Visual Studio 提供了多种混合模式调试功能，以便更轻松地调试应用程序：
使用组合调用堆栈
调用堆栈窗口显示本机和 Python 堆栈帧相互交错，并标记两者间的过渡。
- 若要使转换显示为 [外部代码] 而不指定切换方向，请使用 “工具>选项 ”窗格。 展开“所有设置>>”部分，选中“启用仅我的代码”复选框。
- 若要使转换显示为 [外部代码] 而不指定切换方向，请使用 “工具>选项 ”对话框。 展开 “调试>常规 ”部分，选中“ 启用仅我的代码 ”复选框，然后选择“ 确定”。
- 若要使任何调用帧处于活动状态，请双击该帧。 此操作会打开相应的源代码（如果可能）。 如果源代码不可用，帧仍处于活动状态，可以检查局部变量。
在 Python 和本机代码之间的过渡步骤
Visual Studio 提供 “单步进入”（F11）或 “单步跳出”（Shift+F11）命令，使混合模式调试器能够正确处理不同代码类型之间的切换。
当 Python 调用在 C 中实现的类型的方法时，单步执行对该方法的调用会在实现该方法的本机函数的开头停止。
当本机代码调用导致调用 Python 代码的 Python API 函数时，会发生相同的行为。 单步执行对最初在 Python 中定义的函数值的调用
PyObject_CallObject会在 Python 函数的开头停止。通过 ctypes 从 Python 调用的本机函数也支持从 Python 单步执行到本机函数。
在本机代码中使用 PyObject 的值视图
当本机 （C 或 C++） 帧处于活动状态时，其局部变量将显示在调试器 “局部变量 ”窗口中。 在本机 Python 扩展模块中，其中许多变量属于类型 PyObject （它是 typedef for _object）或其他一些 基本 Python 类型。 在混合模式调试中，这些值显示另一个标记为 [Python 视图] 的子节点。
若要查看变量的 Python 表示形式，请展开节点。 变量的视图与在 Python 中，局部变量引用同一对象的情况下看到的视图相同。 此节点的子级是可编辑的。
若要禁用此功能，请右键单击“局部变量”窗口中的任意位置，并切换“Python> 视图节点”菜单选项：
显示 Python 视图节点的 C 类型
以下 C 类型显示 [Python 视图] 节点（如果已启用）：
PyObjectPyVarObjectPyTypeObjectPyByteArrayObjectPyBytesObjectPyTupleObjectPyListObjectPyDictObjectPySetObjectPyIntObjectPyLongObjectPyFloatObjectPyStringObjectPyUnicodeObject
[Python 视图] 不会自动显示你自己创作的类型。 为 Python 3.x 编写扩展时，这通常不是问题。 任何对象最终都有一个 ob_base 列出的 C 类型的字段，这会导致 [Python 视图] 出现。
在 Python 代码中查看原生值
当 Python 框架处于活动状态时，可以在“局部变量”窗口中为本机值启用[C++ 视图]。 此功能在默认情况下未启用。
若要启用该功能，请在 “局部变量 ”窗口中右键单击并设置 Python>显示C++“查看节点 ”菜单选项。
[C++ 视图] 节点为值提供基础 C/C++ 结构的表示形式，与您在本机框架中看到的相同。 它显示了一个
_longobject的实例（其中PyLongObject是其类型定义）用于 Python 长整数，并尝试推断您自己编写的本机类的类型。 此节点的子级是可编辑的。
如果对象的子字段的类型 PyObject或其他受支持的类型，则它具有 [Python 视图] 表示节点（如果已启用这些表示形式）。 通过此行为，可以在不直接向 Python 公开链接的对象图中导航。
与 [Python 视图] 节点（使用 Python 对象元数据确定对象的类型）不同， [C++视图]没有类似的可靠机制。 一般来说，鉴于 Python 值（即 PyObject 引用），无法可靠地确定支持它的 C/C++ 结构。 混合模式调试器通过查看对象的各个字段（如字段ob_type所引用的PyTypeObject）来尝试猜测类型，其中包括具有函数指针类型的字段。 如果其中一个函数指针引用可解析的函数，并且该函数具有 self 比类型更 PyObject*具体的参数，则假定该类型为后盾类型。
请考虑以下示例，其中 ob_type->tp_init 给定对象的值指向以下函数：
static int FobObject_init(FobObject* self, PyObject* args, PyObject* kwds) {
return 0;
}
在这种情况下，调试器可以正确推断对象的 FobObjectC 类型。 如果调试器无法从中确定更精确的类型 tp_init，则会转到其他字段。 如果无法从其中任一字段推断类型， [C++视图] 节点会将对象呈现为 PyObject 实例。
若要始终获取自定义类型的有用的表示，最好在注册该类型时至少注册一个特殊函数，并使用强类型的self参数。 大多数类型自然地满足该要求。 对于其他类型， tp_init 检测通常是为了此目的而使用的最便捷入口。 仅为了启用调试器类型推理而存在的类型的虚拟实现 tp_init 可以立即返回零，如前面的示例所示。
审查与标准 Python 调试的不同之处
混合模式调试器不同于 标准 Python 调试器。 它引入了一些额外的功能，但缺少一些与 Python 相关的功能，如下所示：
- 不支持的功能包括条件断点、 调试交互 窗口和跨平台远程调试。
- “ 即时 ”窗口可用，但其功能子集有限，包括本节中列出的所有限制。
- 支持的 Python 版本仅包括 CPython 2.7 和 3.3+。
- 若要将 Python 与 Visual Studio Shell 配合使用（例如，如果使用集成安装程序安装它），Visual Studio 无法打开C++项目。 因此，C++文件的编辑体验只是基本文本编辑器的编辑体验。 但是，Shell 完全支持 C/C++ 调试和混合模式调试，其中包括对源代码的支持、单步进入本机代码，以及在调试器窗口中进行 C++ 表达式求值。
- 在 “局部变量 ”和 “监视 ”调试器工具窗口中查看 Python 对象时，混合模式调试器仅显示对象的结构。 它不会自动评估属性或显示计算属性。 对于集合，它仅显示内置集合类型的元素（
tuple、、listdict、set）。 自定义集合类型不会可视化为集合，除非它们继承自某些内置集合类型。 - 表达式计算的处理方式如以下部分所述。
使用表达式求值
标准 Python 调试器允许在代码的任何时间点暂停调试进程时，在 监视 和 即时 窗口中评估任意 Python 表达式，只要它在 I/O作或其他类似的系统调用中不会被阻止。 在混合模式调试中，仅当在 Python 代码中停止、断点之后或单步执行代码时，才能计算任意表达式。 表达式只能在发生断点或单步操作的线程上计算。
当调试器在本机代码或 Python 代码中停止时，如果是所描述的条件不适用的情况，例如单步跳出操作后或在不同的线程上。 表达式计算仅限于访问当前所选帧范围内的局部变量和全局变量、访问其字段以及使用文本为内置集合类型编制索引。 例如，可以在任何上下文中计算以下表达式（前提是所有标识符都引用适当类型的现有变量和字段）：
foo.bar[0].baz['key']
混合模式调试器也以不同的方式解析此类表达式。 所有成员访问操作只查找直接属于对象的字段（例如，对象中__dict__或__slots__的条目，或通过tp_members向Python公开的本机结构的字段），并忽略任何__getattr__、__getattribute__或描述符逻辑。 同样，所有索引作都会忽略 __getitem__，并直接访问集合的内部数据结构。
为了保持一致性，此名称解析方案用于匹配有限表达式计算约束的所有表达式。 无论当前停止点是否允许任意表达式，都会应用此方案。 若要在有功能齐全的评估器时强制执行 Python 语义的正确性，请将表达式括在括号中：
(foo.bar[0].baz['key'])