Python中的命令行解析工具介绍

sys.argv

最简单、最原始的方法就是手动解析了。

    import sys    def TestSys():      for arg in sys.argv[1:]:        print (arg)

getopt

getopt模块是原来的命令行选项解析器，支持UNIX函数getopt()建立的约定。它会解析一个参数序列，如sys.argv，并返回一个元祖序列和一个非选项参数序列。目前支持的选项语法包括短格式和长格式选项：-a,-bval, -b val, --noarg, --witharg=val,--witharg val。如果只是简单的命令行解析，getopt还是不错的选择。一个例子如下：

    try:        options, remainder = getopt.getopt(sys.argv[1:], 'o:v', ['output=', 'verbose', 'version=',])    except getopt.GetoptError as err:        print 'ERROR:', err        sys.exit(1)

简单说明，如果某个单字符选项需要参数，在他后面加冒号；对于长格式选项，要加等号。如果getopt在输入参数中遇到了'--'，解析会停止。

argparse

optparse was deprecated since version 2.7 and will not be developed further; development will continue with the argparse module.

argparse是python标准库中的模块，以前的optparse已经废弃。利用argparse，可以完成对命令行的参数定义、解析以及后续的处理。一个很简单的例子如下（文件名prog.py，这个例子其实什么也不做）：

    import argparse    parser = argparse.ArgumentParser(description="some information here")    args = parser.parse_args()

这样，prog.py就能解析命令行参数了，按照如下方式运行，结果如下：

    $ python prog.py    $ python prog.py --help    usage: prog.py [-h]    optional arguments:      -h, --help  show this help message and exit    $ python prog.py --verbose    usage: prog.py [-h]    prog.py: error: unrecognized arguments: --verbose    $ python prog.py foo    usage: prog.py [-h]    prog.py: error: unrecognized arguments: foo

其实ArgumentParser函数有很多可选参数，prog、usage、description、epilog分别定义解析器的名称、使用说明、描述、最后的结尾描述。使用parents表示共享同一个父类解析器（这样就可以共享父类解析器的参数），而这个父类解析器通常是如下定义：

    parent_parser = argparse.ArgumentParser(add_help=False)

此外，formatter_class定义description的显示格式，取值可以是如下三种，具体示例参见此处：

• RawDescriptionHelpFormatter，
• RawTextHelpFormatter
• ArgumentDefaultsHelpFormatter

其它还有很多参数，此处就不一一列举了。

增加参数

ArgumentParser.add_argument(name or flags...[, action][, nargs][, const][, default][, type][, choices][, required][, help][, metavar][, dest])

每个参数解释如下:
name or flags - 参数的名字.
action - 遇到参数时的动作，默认值是store。store_const，表示赋值为const；append，将遇到的值存储成列表，也就是如果参数重复则会保存多个值; append_const，将参数规范中定义的一个值保存到一个列表；count，存储遇到的次数；此外，也可以继承argparse.Action自定义参数解析；
nargs - 参数的个数，可以是具体的数字，或者是?号，当不指定值时对于Positional argument使用default，对于Optional argument使用const；或者是*号，表示0或多个参数；或者是+号表示1或多个参数.
const - action和nargs所需要的常量值.
default - 不指定参数时的默认值.
type - 参数的类型.
choices - 参数允许的值.
required - 可选参数是否可以省略(仅针对optionals).
help - 参数的帮助信息，当指定为argparse.SUPPRESS时表示不显示该参数的帮助信息.
metavar - 在usage说明中的参数名称，对于必选参数默认就是参数名称，对于可选参数默认是全大写的参数名称.
dest - 解析后的参数名称，默认情况下，对于可选参数选取最长的名称，中划线转换为下划线.

一些示例:

    # 参数名称为echo    parser.add_argument("echo", help="echo the string you use here")    # 可以增加类型    parser.add_argument("square", help="display a square of a given number",                    type=int)    # 可选参数前面多了--符号，-v是简写形式，store_true说明碰到该参数时保存为true，否则就是false    parser.add_argument("-v", "--verbose", help="increase output verbosity",                    action="store_true")    # 当然，也可以这样写，规定了可选参数的类型和取值范围    parser.add_argument("-v", "--verbosity", type=int, choices=[0, 1, 2],                    help="increase output verbosity")    # count表示遇到该参数几次，值就加几，默认值是0    parser.add_argument("-v", "--verbosity", action="count", default=0,                    help="increase output verbosity")

增加互斥类型的参数：

    group = parser.add_mutually_exclusive_group()    group.add_argument("-v", "--verbose", action="store_true")    group.add_argument("-q", "--quiet", action="store_true")

如果必选参数的值以-开头，需要在输入命令时特殊处理：

    >>> parser = argparse.ArgumentParser(prog='PROG')    >>> parser.add_argument('foo', nargs='?')    >>> parser.parse_args(['--', '-f'])    Namespace(foo='-f')

Sub-commands

将多个命令组合进一个程序中，使用子解析器来处理命令行的每个部分。就像svn，以及OpenStack各个组件那样。

    ArgumentParser.add_subparsers([title][, description][, prog][, parser_class][, action][, option_string][, dest][, help][, metavar])    >>> # create the top-level parser    >>> parser = argparse.ArgumentParser(prog='PROG')    >>> parser.add_argument('--foo', action='store_true', help='foo help')    >>> subparsers = parser.add_subparsers(help='sub-command help')    >>>    >>> # create the parser for the "a" command    >>> parser_a = subparsers.add_parser('a', help='a help')    >>> parser_a.add_argument('bar', type=int, help='bar help')    >>>    >>> # create the parser for the "b" command    >>> parser_b = subparsers.add_parser('b', help='b help')    >>> parser_b.add_argument('--baz', choices='XYZ', help='baz help')    >>>    >>> # parse some argument lists    >>> parser.parse_args(['a', '12'])    Namespace(bar=12, foo=False)    >>> parser.parse_args(['--foo', 'b', '--baz', 'Z'])    Namespace(baz='Z', foo=True)

Partial parsing

    ArgumentParser.parse_known_args(args=None, namespace=None)

其实与parse_args()类似，但当碰到多余的参数时不抛出错误，而是返回一个二元组。

    >>> parser = argparse.ArgumentParser()    >>> parser.add_argument('--foo', action='store_true')    >>> parser.add_argument('bar')    >>> parser.parse_known_args(['--foo', '--badger', 'BAR', 'spam'])    (Namespace(bar='BAR', foo=True), ['--badger', 'spam'])

对于argparse的高级使用，建议直接看一下OpenStack中Oslo组件的源码，会受益匪浅的。

docopt

docopt就比较强大了，它是根据你自己写的help messages（文档描述），自动为你生成parser。使用之前需要下载相应的库，这里有个界面可以试用一下docopt的强大，借用官方的一个例子：

    """Usage: arguments_example.py [-vqrh] [FILE] ...              arguments_example.py (--left | --right) CORRECTION FILE    Process FILE and optionally apply correction to either left-hand side or    right-hand side.    Arguments:      FILE        optional input file      CORRECTION  correction angle, needs FILE, --left or --right to be present    Options:      -h --help      -v       verbose mode      -q       quiet mode      -r       make report      --left   use left-hand side      --right  use right-hand side    """    from docopt import docopt    if __name__ == '__main__':        arguments = docopt(__doc__)        print(arguments)

文档描述有两个部分：Usage和Option.
Usage: 以一个空行结束，冒号后面的第一个单词作为程序的名称。名称后面就是参数的描述，可以包括：

• 必选参数。是全大写的单词或尖括号括起来的的单词
• 可选参数。需要注意的是，-oiv可以表示-o -i -v。可选参数的形式可以是--input=FILE or -i FILE or even -iFILE.
• 子命令。

[]表示可选参数，如my_program.py [-hvqo FILE]；
( )表示必选参数，以及没有包含在[]中都作为必选参数。
|表示互斥参数
... 表示接收多个参数值，如my_program.py FILE ...

Options：可选参数的描述。
每一行以- or --开头；同一行相同可选参数以空格隔开；两个或以上的空格分隔描述；可以定义默认值（[default: value]）；

需要注意的是，docopt不能完成argparse具有的参数值校验的功能。目前docopt已经被移植到了Ruby, PHP等语言
更多的例子可以参考这里

clize

clize也比较强大，利用装饰器将函数转换成命令行解析器。github地址：https://github.com/epsy/clize，一个例子：

    #!/usr/bin/env python    from clize import run    from sigtools.modifiers import autokwoargs    @autokwoargs    def echo(word, prefix='', suffix=''):        """Echoes text back        word: One word or quoted string to echo back        prefix: Prepend this to each line in word        suffix: Append this to each line in word        """        if prefix or suffix:            return '\n'.join(prefix + line + suffix                             for line in word.split('\n'))        return word    if __name__ == '__main__':        run(echo)

生成的帮助文档如下：

    $ ./echo.py --help    Usage: ./echo.py [OPTIONS] word    Echoes text back    Positional arguments:      word   One word or quoted string to echo back    Options:      --prefix=STR   Prepend this to each line in word(default: )      --suffix=STR   Append this to each line in word(default: )    Other actions:      -h, --help   Show the help

但个人感觉clize与argparse和docopt比起来，支持的功能相对还比较少，而且不容易上手（因为要熟悉相关的各种装饰器及其参数的使用），要支持高级解析功能，代码写起来比较费劲。

argparse在OpenStack中的使用

OpenStack各个组件都有相应的命令行工具，以novaclient为例，就充分利用了argparse来实现命令行的解析。

在novaclient脚本的开始处，就是argparse的典型用法：

其中NovaClientArgumentParser就是继承自argparse.ArgumentParser，接下来就是添加Sub-commands，然后对命令行参数进行解析:

如果熟悉了上面对argparse的讲解，基本上就可以开始进行novaclient的开发了。

原文地址：http://lingxiankong.github.io/blog/2014/01/14/command-line-parser/