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        使用click創(chuàng)建完美的Python命令行程序

        來源:千鋒教育
        發(fā)布人:syq
        時間: 2022-10-11 16:58:41 1665478721

          Python程序員的主要工作是寫命令行程序,即直接在終端運(yùn)行的腳本。隨著項目規(guī)模增長,我們希望創(chuàng)建有效的命令行接口,通過提供不同的參數(shù),解決不同的問題,而不是每次都修改源代碼。Click庫是一個非常高效的命令行工具,能夠幫助我們快速創(chuàng)建完美的命令行接口,小編認(rèn)為這是每個Python程序員都應(yīng)該掌握的工具。

        Python命令行程序

          為了實現(xiàn)這一目標(biāo),我總結(jié)了四條原則,希望對大家有所幫助:

          命令行參數(shù)應(yīng)提供默認(rèn)值

          處理所有可能的參數(shù)錯誤,包括缺少參數(shù),- 數(shù)據(jù)類型錯誤,無法找到文件等

          撰寫完善的文檔,解釋參數(shù)的含義以及如何設(shè)置

          使用進(jìn)度條顯示長時間運(yùn)行的任務(wù)

          一個簡單的例子

          讓我們將這些規(guī)則應(yīng)用于一個具體的案例:一個使用Caesar cipher加密和解密消息的腳本。

          假設(shè)我們編寫了一個encrypt函數(shù),如下所示。現(xiàn)在要創(chuàng)建一個的腳本來加密和解密消息。

          腳本允許用戶選擇:模式(加密或解密),密鑰。前者的默認(rèn)值是加密,后者的默認(rèn)值是1。這一切都通過命令行參數(shù)實現(xiàn)。

        01

          初學(xué)者方法:sys.argv

          腳本需要先獲取命令行參數(shù)的值,讓我們先用最簡單的sys.argv實現(xiàn)。

          sys.argv是一個列表,包含了用戶在運(yùn)行腳本時輸入的所有參數(shù)(包括腳本名字本身)。

          在終端輸入以下指令:

        02

          sys.argv列表包括:

        03

          為了獲得參數(shù)值,需要遍歷參數(shù)列表,尋找一個 '--key' (或 '-k' )來獲取密鑰值,并尋找一個 '--decrypt' 獲取模式。

        04

          代碼遵循我們一開始提出的原則:

          有一個默認(rèn)鍵值和一個默認(rèn)模式

          處理基本錯誤(不提供輸入文本或未知參數(shù))

          在參數(shù)錯誤或在不帶參數(shù)的情況下調(diào)用腳本時,打印簡潔的提示信息

        05

          但是這個版本的腳本相當(dāng)長(39行,不包括加密函數(shù)),而且代碼非常丑陋。

          是否有更好的方法來解析命令行參數(shù)?

          進(jìn)入argparse

          argparse是用于解析命令行參數(shù)的Python標(biāo)準(zhǔn)庫模塊。

          修改腳本,使用argparse解析命令行參數(shù):

        06

          代碼仍然遵守我們提出的原則,并且比手動解析命令行參數(shù)提供更精確的文檔和更具交互性的錯誤處理。

        07

          腳本的第7行到第13行代碼定義了命令行參數(shù),但它們不是很優(yōu)雅:太冗長且程序化,我們可以用更緊湊和聲明性的方式完成。

          使用click創(chuàng)建更好的命令行接口

          幸運(yùn)的是有一個三方庫click用于創(chuàng)建命令行接口,它不僅提供比argparse更多的功能, 而且代碼風(fēng)格更漂亮。用click替換argparse,繼續(xù)優(yōu)化腳本。

        08

          注意,命令行參數(shù)和選項都在裝飾器中聲明, 這使得它們可以作為函數(shù)的參數(shù)直接訪問。

          讓我們仔細(xì)分析上面的代碼:

          nargs定義了命令行參數(shù)接收的值的數(shù)量,默認(rèn)值為1,nargs=-1允許提供任意數(shù)量的單詞。

          --encrypt/--decrypt定義互斥的選項 ,最終以布爾值傳遞給程序。

          click.echo是click庫提供的基礎(chǔ)函數(shù),功能類似于print,但提供更強(qiáng)大的功能,例如調(diào)整打印到控制臺的文本的顏色。

          從本地文件讀取輸入

          命令行參數(shù)接收的值是將被加密的最高機(jī)密消息,所以如果要求用戶直接在終端中輸入純文本,可能會引發(fā)安全顧慮。

          一種更安全的方法是使用隱藏提示,或者從本地文件讀取文本 ,這對于長文本來說更加實用。

          這個想法同樣適用于輸出:用戶可以將其保存到文件中,或者在終端中打印出來。讓我們繼續(xù)優(yōu)化腳本。

        09

          由于腳本變得更復(fù)雜,我們創(chuàng)建了參數(shù)文檔(通過定義click.option裝飾器的help參數(shù)實現(xiàn)),詳細(xì)解釋參數(shù)的功能,效果如下。微信搜索公眾號:Linux技術(shù)迷,回復(fù):linux 領(lǐng)取資料 。

        010

          我們有兩個新的參數(shù)input_file和output_file,類型是click.File,click會用正確的模式打開文件并處理可能發(fā)生的錯誤。例如找不到文件:

        012

          如果未提供input_file,則我們用click.prompt,在命令行創(chuàng)建提示窗口,讓用戶直接輸入文本,該提示對于加密模式將是隱藏的。效果如下:

        013

          假設(shè)你是一名黑客:想要解密一個用凱撒加密過的密文,但你不知道秘鑰是什么。最簡單的策略就是用所有可能的秘鑰調(diào)用解密函數(shù) 25 次,閱讀解密結(jié)果,看看哪個是合理的。但你很聰明,而且也很懶,所以你想讓整個過程自動化。確定解密后的 25 個文本哪個最可能是原始文本的方法之一,就是統(tǒng)計所有這些文本中的英文單詞的個數(shù)。這可以使用 PyEnchant 模塊實現(xiàn):

        014

        015

          使用進(jìn)度條

          示例中的文本包含10^4個單詞,因此該腳本需要大約5秒才能解密。這很正常,因為它需要檢查所有25個秘鑰,每個秘鑰都要檢查10^4個單詞是否出現(xiàn)在英文字典中。

          假設(shè)你要解密的文本包括10^5個單詞,那么就要花費(fèi)50秒才能輸出結(jié)果,用戶可能會非常著急。因此我建議這種任務(wù)一定要顯示進(jìn)度條。特別是,顯示進(jìn)度條還非常容易實現(xiàn)。下面是個顯示進(jìn)度條的例子:

        016

          這里使用了tqdm庫,tqdm.tqdm類可以將任何可迭代對象轉(zhuǎn)化為一個進(jìn)度條。click也提供了類似的接口來創(chuàng)建進(jìn)度條(click.progress_bar),但我覺得它不如tqdm好用。

        017

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