除錯與測試：找出程式的病
進階錯誤三類：語法（格式錯、無法啟動）、運行時（跑到一半停，如除以零）、邏輯（跑完但結果錯）；用已知答案的測試資料驗證，用 print 和追蹤表找變數問題。
- 錯誤三類：語法、運行時、邏輯。
- 語法錯誤啟動不了；運行時錯誤跑到一半停；邏輯錯誤跑完但結果錯。
- 錯誤訊息最後一行講類型，上面講行號 — 先讀訊息再動手。
文體小知識：方法指導課教你一套有系統的做法，照步驟練習，遇到問題就不會毫無頭緒。
§課文原文 Passage
1程式出錯是家常便飯，找出並修正錯誤的過程叫除錯（Debugging）。錯誤分三大類：語法錯誤（Syntax error）— 寫錯格式，例如漏了冒號，程式一行都跑不到；運行時錯誤（Runtime error）— 執行到一半才停下，例如除以零或存取不存在的索引；邏輯錯誤（Logic error）— 程式順利跑完，但結果不對，例如把加寫成乘，最難察覺。
2Python 會直接告訴你語法和運行時錯誤：SyntaxError: invalid syntax、ZeroDivisionError: division by zero。看懂錯誤訊息的最後一行（錯誤類型）和上面的行號（出事位置），問題已經解決了一半。讀錯誤訊息是每個程式員的基本功。
3邏輯錯誤電腦不會報錯，要靠自己測試（Testing）：用已知道答案的資料試跑，例如計平均分的程式，輸入 [10, 20, 30] 應該得出 20；如果得出 6000（不小心乘了），就知道出了問題。這些「先知答案、再驗證」的資料叫測試資料（Test data），還要包括邊界情況：空清單、全 0、只有一個數。
4逐步追蹤（Trace）是基本功：拿一張紙，一行一行寫下每個變數的變化，例如 n=1 → 印 1 → n=2 → 印 2 → n=3 → 印 3 → n=4 條件不成立結束；也可以在程式中間加 print(n) 觀察變數。養成「小改一步、測一次」的習慣，錯誤就不會積少成多。
1重點摘要 Summary
錯誤三類：語法（格式錯、無法啟動）、運行時（跑到一半停，如除以零）、邏輯（跑完但結果錯）；用已知答案的測試資料驗證，用 print 和追蹤表找變數問題。
2生字卡 Vocabulary
程式中的錯誤或缺陷，令程式不能運行或結果不對。
找出錯誤位置和原因，並加以修正的過程。
程式格式不符合語言規則（如漏冒號），令程式完全無法啟動。
程式執行到一半才發生的錯誤，例如除以零、索引超出範圍。
程式順利執行完畢，但因演算法寫錯而得出錯誤結果，最難發現。
Python 顯示的錯誤報告：最後一行是錯誤類型，上面有出事的行號。
答案已知的輸入資料，用來驗證程式是否正確，包括邊界情況。
逐行記錄變數數值變化的表格，用來找出邏輯出錯的位置。
輸入範圍極端的情況：最小值、最大值、0、空清單、只有一個元素。
3逐步講解 Steps
- 辨認語法錯誤語法錯誤是程式的「文法」寫錯了，例如 if x > 5 漏了結尾的冒號，或者 print('hi' 漏了右括號，Python 都會報 SyntaxError。特徵非常明顯：程式無法執行任何一行，一啟動便報錯，錯誤訊息會指出出事的行號。初學者最常犯的是漏冒號、括號不配對，以及中英文標點混用，例如輸入了全形冒號。見到 SyntaxError，先檢查該行和上一行的符號是否齊全。
- 辨認運行時錯誤運行時錯誤是程式執行到一半才發生的錯誤，例如 10 / 0 會報 ZeroDivisionError；清單 [1, 2] 只有兩個元素，卻取第 6 個位置的元素（索引 5），便會報 IndexError，因為索引 5 並不存在。特徵是：程式能夠啟動，執行到某一句時突然停止，錯誤訊息會指出停在哪一行。處理方法：按行號找到該句，檢查除數是否可能為零、索引是否超出範圍、檔案是否存在等。
- 辨認邏輯錯誤邏輯錯誤最危險：程式正常跑完，沒有任何報錯，但答案不對。例如想計平均數，卻寫成 sum(nums) * len(nums)，輸入 [10, 20, 30] 時輸出 1800，而不是正確的 20。電腦不會提醒你，唯一辦法是用已知道答案的資料測試。常見的邏輯錯誤還包括把加寫成乘、把 >= 寫成 >、循環次數差一。養成測試習慣，邏輯錯誤便無所遁形。
- 讀懂錯誤訊息Python 的錯誤訊息是最有用的線索。例如螢幕出現 ZeroDivisionError: division by zero，還附有一個行號：最後一行講錯誤類型，上面的行號指出哪一行出事。閱讀次序是先看最後一行知道錯誤類型，再按行號找到位置，檢查那句程式碼。看懂錯誤訊息是每個程式員的基本功，遇到不明白的錯誤名稱，可以先搜尋它的意思，再對照自己的程式碼逐步修正。
- 用測試資料驗證測試資料是「先知道答案、再驗證程式」的資料。以計平均數的程式為例：用 [10, 20, 30] 測試，心算答案 20；用 [5] 測試，只有一個數，答案 5；用 [0, 0] 測試，答案 0。正常值、單一值、邊界值全部都要試，因為不同情況觸發的錯誤不同，例如只有一個數時，某些寫法便會出錯。考試常要求列出測試資料和解釋原因，答題時每組資料都要寫明預期輸出。
- 紙筆追蹤表追蹤表是找出邏輯錯誤的基本功。拿一張紙畫表格，一行一行記錄每個變數的變化。例如 n = 1，程式是 while n < 4: print(n)，然後 n = n + 1：第一圈 n 是 1，印出 1；第二圈 n 是 2，印出 2；第三圈 n 是 3，印出 3；第四圈 n 是 4，條件不成立，結束。變數由哪一圈開始與預期不符，表格一目了然，錯誤的位置便無所遁形。
- print 除錯法結果不對時，可以在關鍵位置加入 print 觀察中間值，例如 print('總分：', total)，看看總分究竟是多少，從而判斷問題出在前半還是後半。找到問題之後，把這些臨時 print 刪除，保持程式整潔。最重要的原則是：小改一步、測一次，不要一次改五處，否則根本無法知道哪一個修改有效。遵守這個紀律，除錯便會事半功倍。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題：以下程式想計算 [8, 9, 10] 的平均，但輸出 27。找出錯誤類型並修正。程式碼：total = 0；for s in [8, 9, 10]: total = total + s；average = total * 3；print(average)。
- 先分類：程式能夠跑完，全程沒有報錯，所以排除語法錯誤和運行時錯誤，剩下的是邏輯錯誤。
- 用測試資料心算驗證：8 + 9 + 10 = 27，總分正確；但題目要的是平均，27 其實是總分而非平均。
- 逐行檢查，找到問題行：average = total * 3 把乘號用錯了位置，應該是 average = total / 3。
- 修正後測試：27 除以 3 等於 9.0，正確；再用 [10, 20, 30] 驗證一次，輸出 20，通過測試。
- 答案：這是邏輯錯誤：程式沒有報錯但結果不對。把 average = total * 3 改為 average = total / 3，輸出變成 9.0；再用 [10, 20, 30] 測試得 20，兩組測試資料都通過，修正完成。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1print("hello（漏了右括號）屬於哪類錯誤？
Q2執行 10 / 0 會發生什麼事？
Q3程式順利跑完，但平均分計錯。這是哪類錯誤？為什麼最難發現？
Q4想驗證計平均的程式，輸入 [10, 20, 30] 時應該期望什麼結果？
Q5寫出除錯的三個好方法（任何三個）。
8重點回顧 Recap
- 錯誤三類：語法、運行時、邏輯。
- 語法錯誤啟動不了；運行時錯誤跑到一半停；邏輯錯誤跑完但結果錯。
- 錯誤訊息最後一行講類型，上面講行號 — 先讀訊息再動手。
- 用已知答案的測試資料驗證，邊界情況也要試。
- 除錯習慣：小改一步、測一次；善用 print 和追蹤表。