【Python程序开发系列】程序陷入死循环了怎么办？（案例解读）

这是Python程序开发系列原创文章，我的第197篇原创文章。

一、问题

????????在平时开发过程中，程序经常会卡住不动，其实卡住不动有两种原因：

????????1、程序确实运行比较慢

????????2、程序陷入了死循环

????????程序出现死循环本质是缺少终止条件(如while True)或者终止条件无法满足或实现，要想解决死循环，就要加入终止条件或者修改终止条件。

二、案例解读

示例：

while True:
    print("这是一个死循环！")

在上述示例中，我们使用while True创建了一个无限循环。循环体内的语句print("这是一个死循环！")会一直执行，导致程序陷入无限循环的状态。除非手动中断程序，否则它将一直执行下去。

程序陷入死循环是因为没有终止条件，我们需要假如循环的终止条件。

2.1 使用计数器

在循环中使用一个计数器，限制循环的执行次数。当计数器达到一定值时，直接break跳出循环。改进如下：

count = 0
while?True:
????count?+=?1
????print("这是一个死循环！")
    if count > 20:
????????break

也可以当计数器达到一定值时，抛出异常，再通过捕获这个异常跳出循环。改进如下：

count = 0
while True:
    count += 1
    try：
        print("这是一个死循环！")
        if count > 20:
??????????  raise?RuntimeError("Too?many?times")
    except Exception:
        break  # 跳出循环

2.2 使用计时器

在循环中使用一个计时器，限制循环的执行次数。当运行时间达到一定值时，跳出循环。改进如下：

start_time = time.time()  # 记录循环开始的时间
while?True?and?time.time()?-?start_time?<?10:
    print("这是一个死循环！")

也可以当计时器达到一定值时，抛出异常，再通过捕获这个异常跳出循环。改进如下：

start_time = time.time()  # 记录循环开始的时间

while True:
    try：
        print("这是一个死循环！")
????????if?time.time()?-?start_time?>?10:
????????????raise?RuntimeError("Too?many?times")
    except Exception:
        break  # 跳出循环

三、引申

上面是在死循环的函数上做修改，假如我们调用的函数可能会陷入死循环，如何在不修改这个函数的前提下，通过控制调用函数的时间来跳出死循环呢？

可以使用multiprocessing.Pool和apply_async方法来控制函数的执行时间。通过使用multiprocessing.Pool和apply_async方法可以在一个单独的进程中执行该函数。

import multiprocessing
import time

def square(x):
    time.sleep(200000)    # 模拟死循环
    return x ** 2

if __name__ == '__main__':
    with multiprocessing.Pool() as pool:
        result = pool.apply_async(square, (5,))
        try:
            output = result.get(timeout=5)  # 设置超时时间为10秒
            print("函数的处理结果:", output)
        except multiprocessing.TimeoutError:
            print("函数执行超时")

在主程序中，我们创建了一个multiprocessing.Pool对象，并使用apply_async方法来异步调用square函数。我们设置了一个超时时间为5秒，如果函数在超时时间内没有返回结果，将引发multiprocessing.TimeoutError异常。如果函数成功返回结果，我们可以通过result.get()方法获取结果并进行处理。如果函数执行超时，我们可以捕获multiprocessing.TimeoutError异常并进行相应的处理。这样，我们就可以控制调用函数的时间，并避免陷入死循环导致程序无法继续执行。

作者简介：

读研期间发表6篇SCI数据挖掘相关论文，现在某研究院从事数据算法相关科研工作，结合自身科研实践经历不定期分享关于Python、机器学习、深度学习、人工智能系列基础知识与应用案例。致力于只做原创，以最简单的方式理解和学习，关注我一起交流成长。需要数据集和源码的小伙伴可以关注底部公众号添加作者微信！ ? ??