PyTips 0x06 - Python 開發(fā)命令行工具

Shihira 發(fā)布于2019-07-24 18:32 / 3085人閱讀

摘要：項目地址作為一種腳本語言，可以非常方便地用于系統(tǒng)尤其是系統(tǒng)命令行工具的開發(fā)。自身也集成了一些標(biāo)準(zhǔn)庫，專門用于處理命令行相關(guān)的問題。命令行工具的一般結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出系統(tǒng)中，一切皆為文件，因此標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出可以完全可以看做是對文件的操作。

項目地址：https://git.io/pytips

Python 作為一種腳本語言，可以非常方便地用于系統(tǒng)（尤其是*nix系統(tǒng)）命令行工具的開發(fā)。Python 自身也集成了一些標(biāo)準(zhǔn)庫，專門用于處理命令行相關(guān)的問題。

命令行工具的一般結(jié)構(gòu)：

1. 標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出

*nix 系統(tǒng)中，一切皆為文件，因此標(biāo)準(zhǔn)輸入、輸出可以完全可以看做是對文件的操作。標(biāo)準(zhǔn)化輸入可以通過管道（pipe）或重定向（redirect）的方式傳遞：

# script reverse.py
#!/usr/bin/env python
import sys
for l in sys.stdin.readlines():
    sys.stdout.write(l[::-1])

保存為 reverse.py，通過管道 | 傳遞：

chmod +x reverse.py
cat reverse.py | ./reverse.py

nohtyp vne/nib/rsu/!#
sys tropmi
:)(senildaer.nidts.sys ni l rof
)]1-::[l(etirw.tuodts.sys

通過重定向 < 傳遞：

./reverse.py < reverse.py
# 輸出結(jié)果同上

2. 命令行參數(shù)

一般在命令行后追加的參數(shù)可以通過 sys.argv 獲取， sys.argv 是一個列表，其中第一個元素為當(dāng)前腳本的文件名：

# script argv.py
#!/usr/bin/env python
import sys
print(sys.argv) # 下面返回的是 Jupyter 運行的結(jié)果

["/Users/rainy/Projects/GitHub/pytips/venv3/lib/python3.5/site-packages/ipykernel/__main__.py", "-f", "/Users/rainy/Library/Jupyter/runtime/kernel-0533e681-bd7c-4c4d-9094-a78fde7fc2ed.json"]

運行上面的腳本：

chmod +x argv.py
./argv.py hello world
python argv.py hello world

# 返回的結(jié)果是相同的
# ["./test.py", "hello", "world"]

對于比較復(fù)雜的命令行參數(shù)，例如通過 --option 傳遞的選項參數(shù)，如果是對 sys.argv 逐項進(jìn)行解析會很麻煩，Python 提供標(biāo)準(zhǔn)庫 argparse（舊的庫為 optparse，已經(jīng)停止維護(hù)）專門解析命令行參數(shù)：

# script convert.py
#!/usr/bin/env python
import argparse as apa
def loadConfig(config):
    print("Load config from: {}".format(config))
def setTheme(theme):
    print("Set theme: {}".format(theme))
def main():
    parser = apa.ArgumentParser(prog="convert") # 設(shè)定命令信息，用于輸出幫助信息
    parser.add_argument("-c", "--config", required=False, default="config.ini")
    parser.add_argument("-t", "--theme", required=False, default="default.theme")
    parser.add_argument("-f") # Accept Jupyter runtime option
    args = parser.parse_args()
    loadConfig(args.config)
    setTheme(args.theme)

if __name__ == "__main__":
    main()

Load config from: config.ini
Set theme: default.theme

利用 argparse 可以很方便地解析選項參數(shù)，同時可以定義指定參數(shù)的相關(guān)屬性（是否必須、默認(rèn)值等），同時還可以自動生成幫助文檔。執(zhí)行上面的腳本：

./convert.py -h
usage: convert [-h] [-c CONFIG] [-t THEME]

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  -c CONFIG, --config CONFIG
  -t THEME, --theme THEME

3. 執(zhí)行系統(tǒng)命令

當(dāng) Python 能夠準(zhǔn)確地解讀輸入信息或參數(shù)之后，就可以通過 Python 去做任何事情了。這里主要介紹通過 Python 調(diào)用系統(tǒng)命令，也就是替代 Shell 腳本完成系統(tǒng)管理的功能。我以前的習(xí)慣是將命令行指令通過 os.system(command) 執(zhí)行，但是更好的做法應(yīng)該是用 subprocess 標(biāo)準(zhǔn)庫，它的存在就是為了替代舊的 os.system; os.spawn* 。

subprocess 模塊提供簡便的直接調(diào)用系統(tǒng)指令的call()方法，以及較為復(fù)雜可以讓用戶更加深入地與系統(tǒng)命令進(jìn)行交互的Popen對象。

# script list_files.py
#!/usr/bin/env python
import subprocess as sb
res = sb.check_output("ls -lh ./*.ipynb", shell=True) # 為了安全起見，默認(rèn)不通過系統(tǒng) Shell 執(zhí)行，因此需要設(shè)定 shell=True
print(res.decode()) # 默認(rèn)返回值為 bytes 類型，需要進(jìn)行解碼操作

-rw-r--r--  1 rainy  staff   3.4K  3  8 17:36 ./2016-03-06-The-Zen-of-Python.ipynb
-rw-r--r--  1 rainy  staff   6.7K  3  8 17:45 ./2016-03-07-iterator-and-generator.ipynb
-rw-r--r--  1 rainy  staff   6.0K  3 10 12:35 ./2016-03-08-Functional-Programming-in-Python.ipynb
-rw-r--r--  1 rainy  staff   5.9K  3  9 16:28 ./2016-03-09-List-Comprehension.ipynb
-rw-r--r--  1 rainy  staff    10K  3 10 14:14 ./2016-03-10-Scope-and-Closure.ipynb
-rw-r--r--  1 rainy  staff   8.0K  3 11 16:30 ./2016-03-11-Arguments-and-Unpacking.ipynb
-rw-r--r--  1 rainy  staff   8.5K  3 14 19:31 ./2016-03-14-Command-Line-tools-in-Python.ipynb

如果只是簡單地執(zhí)行系統(tǒng)命令還不能滿足你的需求，可以使用 subprocess.Popen 與生成的子進(jìn)程進(jìn)行更多交互：

import subprocess as sb

p = sb.Popen(["grep", "communicate"], stdin=sb.PIPE, stdout=sb.PIPE)
res, err = p.communicate(sb.check_output("cat ./*", shell=True))
if not err:
    print(res.decode())

  "    "p = sb.Popen(["grep", "communicate"], stdout=sb.PIPE)
",
",
  "    "# res = p.communicate(sb.check_output("cat ./*"))"
",
"p = sb.Popen(["grep", "communicate"], stdin=sb.PIPE, stdout=sb.PIPE)
",
"res, err = p.communicate(sb.check_output("cat ./*", shell=True))
",

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