开这个坑的原因是一开始想写一个基于manim的可视化排序程序，结果在这之中认识了decorator这个强大的功能，上头了。经过几周时间，我把这个程序用装饰器全部重写了一遍，对于交换类排序，可以只添加装饰器就直接生成动画。实现原理是”偷梁换柱”，装饰器将传入的list替换为自己写的UserList，从而达到监视list中变量变化情况的效果。但是美中不足的是这个程序只能实现简单的交换类排序的动画，一旦排序过程中开辟了新的空间，我是没有办法获取的。经过摸索，我找到了最有可能实现这个功能的方式：自己实现调试器！灵感来源于著名的开源项目PySnooper，这种使用装饰器来进行Debug的方式正对我胃口。于是，我开始阅读pysnooper的源码，自然而然地，我遇到了一切调试器的万恶之源——sys.settrace()。网上的中英文资料实在太少，为了弄清楚这其中的工作原理，在鸽了两个月没更博客后，在最后一科数据结构与算法考试的前夕，写下这段开头。

在学习trace之前，我们需要弄明白一些前置的概念：

装饰器swapper

上下文管理器与with语句

trace机制

学习完前两个部分后，我们终于正式开始认识trace机制了！

sys.settrace()

这是python内置的跟踪函数，用法如下：

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sys.settrace(tracefun)
# 开启跟踪函数，之后的语句都会跟踪
sys.settrace(None)

# 其中，tracefunn的函数签名为：
def my_tracer(frame, event, arg = None)

这里的frame参数是当前的堆栈帧，event是当前帧的类型，arg目前不知道

首先来看最重要的frame，我们用以下代码来查看frame对象里都有啥：

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callable(frame)	# False 不可调用

class emptyCls: pass # 创建空类
print( set(dir(frame)) - set(dir(emptyCls)) ) # 查看对象的属性
'''
{'f_trace_opcodes', 'clear', 'f_builtins', 'f_lineno', 'f_trace', 'f_trace_lines', 'f_code', 'f_lasti', 'f_globals', 'f_locals', 'f_back'}
'''

其中只读属性：

属性 说明
f_back
f_code
f_locals
f_globals
f_builtins
f_lasti