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Python 命令行之旅 —— 初探 argparse


作者:HelloGitHub-Prodesire

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前言

你是否好奇过在命令行中敲入一段命令后,它是如何被解析执行的?是否考虑过由自己实现一个命令行工具,帮你执行和处理任务?是否了解过陪伴在你身边的 Python 有着丰富的库,来帮你轻松打造命令行工具?

别着急,本文作为 Python 命令行之旅的第一篇将带你逐步揭开命令行解析的面纱,介绍如何使用 Python 内置的 argparse 标准库解析命令行,并在后续的系列文章中介绍各具特色的第三方命令行库,讲讲它们的异同,进而全面地体验这次探索的旅程。

本系列文章默认使用 Python 3 作为解释器进行讲解。
若你仍在使用 Python 2,请注意两者之间语法和库的使用差异哦~

介绍

argparse 作为 Python 内置的标准库,提供了较为简单的方式来编写命令行接口。当你在程序中定义需要哪些参数,argparse 便会从 sys.argv 中获取命令行输入进行解析,对正确或非法输入做出响应,也可以自动生成帮助信息和使用说明。

快速开始

设置解析器

第一步要做的就是设置解析器,后续对命令行的解析就依赖于这个解析器,它能够将命令行字符串转换为 Python 对象。
通过实例化 argparse.ArgumentParser,给定一些选填参数,我们就可以设置一个解析器:

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser(
    description='My Cmd Line Program',
)

定义参数

通过 ArgumentParser.add_argument 方法来为解析器设置参数信息,以告诉解析器命令行字符串中的哪些内容应解析为哪些类型的 Python 对象,如:

# 添加 nums 参数,在使用信息中显示为 num
# 其类型为 int,且支持输入多个,且至少需要提供一个
parser.add_argument('nums',  metavar='num', type=int, nargs='+',
                    help='a num for the accumulator')
# 添加 --sum 参数,该参数被 parser 解析后所对应的属性名为 accumulate
# 若不提供 --sum,默认值为 max 函数,否则为 sum 函数
parser.add_argument('--sum', dest='accumulate', action='store_const',
                    const=sum, default=max,
                    help='sum the nums (default: find the max)')

解析命令行

定义好参数后,就可以使用 ArgumenteParser.parse_args 方法来解析一组命令行参数字符串了。

默认情况下,参数取自 sys.argv[1:],它就是你在命令行敲入的一段命令(不含文件名)所对应的一个字符串列表。
比如,若你输入 python3 cmd.py --sum 1 2 3,那么 sys.argsv[1:] 就是 ['--sum', '1', '2', '3']

当然,也可以通过 parse_args 入参来指定一组命令行参数字符串:

args = parser.parse_args(['--sum', '-1', '0', '1'])
print(args) # 结果:Namespace(accumulate=<built-in function sum>, nums=[-1, 0, 1])

业务逻辑

解析好命令行后,我们就可以从解析结果中获取每个参数的值,进而根据自己的业务需求做进一步的处理。
比如,对于上文中所定义的 nums 参数,我们可以通过解析后的结果中的 accumulate 方法对其进行求最大值或求和(取决于是否提供 --sum 参数)。

result = args.accumulate(args.nums)
print(result)  # 基于上文的 ['--sum', '-1', '0', '1'] 参数,accumulate 为 sum 函数,其结果为 0

代码梳理

通过上文的讲解,完成一个命令行工具的步骤是不是挺简单易懂呢?我们将上文的代码汇总下,以有一个更清晰的认识:

# cmd.py
import argparse

# 1. 设置解析器
parser = argparse.ArgumentParser(
    description='My Cmd Line Program',
)

# 2. 定义参数
parser.add_argument('nums',  metavar='num', type=int, nargs='+',
                    help='a num for the accumulator')
parser.add_argument('--sum', dest='accumulate', action='store_const',
                    const=sum, default=max,
                    help='sum the nums (default: find the max)')

# 3. 解析命令行
args = parser.parse_args()

# 4. 业务逻辑
result = args.accumulate(args.nums)
print(result)

若我们需要对一组数字求和,只需执行:

$ python3 cmd.py --sum -1 0 1
0

若我们需要对一组数字求最大值,只需执行:

$ python3 cmd.py -1 0 1
1

如果给定的参数不是数字,则会报错提示:

$ python3 cmd.py a b c
usage: cmd.py [-h] [--sum] num [num ...]
cmd.py: error: argument num: invalid int value: 'a'

我们还可以通过 -h--help 参数查看其自动生成的使用说明和帮助:

usage: cmd.py [-h] [--sum] num [num ...]

My Cmd Line Program

positional arguments:
  num         a num for the accumulator

optional arguments:
  -h, --help  show this help message and exit
  --sum       sum the nums (default: find the max)

小结

怎么样?揭开命令行工具的神秘面纱后,是不是发现它并没有想象中的困难?反倒是感受到一种简单而又强大的优雅呢?

不过这还远远不是 argparse 的全部面貌。对于一些复杂的情况,比如各种类型参数、参数前缀、参数组、互斥选项、嵌套解析、自定义帮助等等,我们都还没涉及探讨。

在下一篇文章中,让我们来一起深入了解 argparse,感受它的魅力吧!

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posted @ 2019-08-13 08:43  削微寒  阅读(...)  评论(... 编辑 收藏