详解Python命令行解析工具Argparse

最近在研究pathon的命令行解析工具，argparse，它是Python标准库中推荐使用的编写命令行程序的工具。

以前老是做UI程序，今天试了下命令行程序，感觉相当好，不用再花大把时间去研究界面问题，尤其是vc++中尤其繁琐。

现在用python来实现命令行，核心计算模块可以用c自己写扩展库，效果挺好。

学习了argparse，在官方文档中找到一篇toturial，简单翻译了下。

http://docs.python.org/2/howto/argparse.html#id1

Argparse Tutorial
这篇教程简明地介绍了Python标准库推荐使用的命令行参数解析模块——Argparse的使用。

1、基本概念

 在这篇教程中我们通过一个常见的ls命令来展示argparse的功能。

$ ls
cpython devguide prog.py pypy rm-unused-function.patch
$ ls pypy
ctypes_configure demo dotviewer include lib_pypy lib-python ...
$ ls -l
total 20
drwxr-xr-x 19 wena wena 4096 Feb 18 18:51 cpython
drwxr-xr-x 4 wena wena 4096 Feb 8 12:04 devguide
-rwxr-xr-x 1 wena wena 535 Feb 19 00:05 prog.py
drwxr-xr-x 14 wena wena 4096 Feb 7 00:59 pypy
-rw-r--r-- 1 wena wena 741 Feb 18 01:01 rm-unused-function.patch
$ ls --help
Usage: ls [OPTION]... [FILE]...
List information about the FILEs (the current directory by default).
Sort entries alphabetically if none of -cftuvSUX nor --sort is specified.

从以上的四个命令中，我们能够了解以下几个基本概念：

1）、ls命令在没有参数的情况下也是可以运行的，默认打印出当前目录下的所有内容。
2）、如果我们想让它展示更多内容，那么我们需要给它多一点参数。在这种情况下，我们想显示一个不同的目录，pypy。我们所做的就是明确了常见的定位参数（positional argument），这样命名是因为需要程序根据参数在命令行中的位置而决定做什么。这个概念与命令cp更为接近，它的用法是cp src dest，src表示的是你想要拷贝的文件，dest表示你想要将文件拷贝到哪里。
3）、现在，我想要改变程序的行为。在我们的例子中，我想显示文件的向西信息而不仅仅是文件名，参数-l 则是我们所知道的可选参数(optinal argument)
4）、最后一句是显示帮助的文档的一个片段，当你遇到你从未使用过的命令时，你可以通过它学习怎么使用。

2、基本认识

我们从一个基本的程序开始（它什么也不做）

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.parse_args()

运行结果：

$ 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

结果分析：

1）、若不给参数而运行这个程序，将不会得到任何结果。
2）、第二条命名显示了使用的argparse的好处，你什么也没做，却得到了一个很好的帮助信息。
3）、我们无需人为设置--help参数，就能得到一个良好的帮助信息。但是若给其他参数（比如foo）就会产生一个错误。

3、位置参数

首先，给一个例子：

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("echo")
args = parser.parse_args()
print args.echo

运行结果:

$ python prog.py
usage: prog.py [-h] echo
prog.py: error: the following arguments are required: echo
$ python prog.py --help
usage: prog.py [-h] echo

positional arguments:
echo

optional arguments:
-h, --help show this help message and exit
$ python prog.py foo
foo

结果分析：

这次，我们增加了一个add_argument()方法，用来设置程序可接受的命令行参数。
现在要运行程序，就必须设置一个参数。
parse_args()方法实际上从我们的命令行参数中返回了一些数据，在上面的例子中是echo
这个像“魔法”一样的过程，是argparse自动完成的。
尽管自动产生的帮助信息展示地很美观，但是我们仍然无法只根据echo这个参数知道它是做什么的。所以，我们增加了一些东西，使得它变得更有用。

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("echo", help="echo the string you use here")
args = parser.parse_args()
print args.echo

运行结果：

$ python prog.py -h
usage: prog.py [-h] echo

positional arguments:
echo    echo the string you use here

optional arguments:
-h, --help show this help message and exit

在此基础上，我们再多改变一点：（计算输入参数square的平方）

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("square", help="display a square of a given number")
args = parser.parse_args()
print args.square**2

下面是运行结果：

$ python prog.py 4
Traceback (most recent call last):
File "prog.py", line 5, in <module>
 print args.square**2
TypeError: unsupported operand type(s) for ** or pow(): 'str' and 'int'

这个程序并不能正确运行，因为argparse会将输入当作字符串处理，所以我们需要设置它的类型：（type=int）

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("square", help="display a square of a given number",
         type=int)
args = parser.parse_args()
print args.square**2

下面是运行结果:

$ python prog.py 4
16
$ python prog.py four
usage: prog.py [-h] square
prog.py: error: argument square: invalid int value: 'four'

现在，这个程序能够顺利运行，而且能够处理一些错误输入。