Python模塊學習——optparse

Python 有兩個內建的模塊用於處理命令行參數：

一個是 getopt，《Deep in python》一書中也有提到，只能簡單處理 命令行參數；

另一個是 optparse，它功能強大，而且易於使用，可以方便地生成標準的、符合Unix/Posix 規範的命令行說明。

示例

下面是一個使用 optparse 的簡單示例：

from optparse import OptionParser
[...]
parser = OptionParser()
parser.add_option("-f", "--file", dest="filename",
                  help="write report to FILE", metavar="FILE")
parser.add_option("-q", "--quiet",
                  action="store_false", dest="verbose", default=True,
                  help="don't print status messages to stdout")

(options, args) = parser.parse_args()

 

現在，妳就可以在命令行下輸入：

<yourscript> --file=outfile -q
<yourscript> -f outfile --quiet
<yourscript> --quiet --file outfile
<yourscript> -q -foutfile
<yourscript> -qfoutfile

 

上面這些命令是相同效果的。除此之外， optparse 還爲我們自動生成命令行的幫助信息：

<yourscript> -h
<yourscript> --help

 

輸出：

usage: <yourscript> [options]

options:
  -h, --help            show this help message and exit
  -f FILE, --file=FILE  write report to FILE
  -q, --quiet           don't print status messages to stdout

 

 

簡單流程

首先，必須 import OptionParser 類，創建一個 OptionParser 對象：

from optparse import OptionParser

[...]

parser = OptionParser()

 

然後，使用 add_option 來定義命令行參數：

parser.add_option(opt_str, ...,

                  attr=value, ...)

 

每個命令行參數就是由參數名字符串和參數屬性組成的。如 -f 或者 –file 分別是長短參數名：

parser.add_option("-f", "--file", ...)

 

最後，一旦你已經定義好了所有的命令行參數，調用 parse_args() 來解析程序的命令行：

(options, args) = parser.parse_args()

 

注： 你也可以傳遞一個命令行參數列表到 parse_args()；否則，默認使用 sys.argv[:1]。

parse_args() 返回的兩個值：

• options，它是一個對象（optpars.Values），保存有命令行參數值。只要知道命令行參數名，如 file，就可以訪問其對應的值： options.file 。

• args，它是一個由 positional arguments 組成的列表。

Actions

action 是 parse_args() 方法的參數之一，它指示 optparse 當解析到一個命令行參數時該如何處理。actions 有一組固定的值可供選擇，默認是’store ‘，表示將命令行參數值保存在 options 對象裏。

示例

parser.add_option("-f", "--file",
                  action="store", type="string", dest="filename")
args = ["-f", "foo.txt"]
(options, args) = parser.parse_args(args)
print options.filename

 

最後將會打印出 “foo.txt”。

當 optparse 解析到’-f’，會繼續解析後面的’foo.txt’，然後將’foo.txt’保存到 options.filename 裏。當調用 parser.args() 後，options.filename 的值就爲’foo.txt’。

你也可以指定 add_option() 方法中 type 參數爲其它值，如 int 或者 float 等等：

parser.add_option("-n", type="int", dest="num")

 

默認地，type 爲’string’。也正如上面所示，長參數名也是可選的。其實，dest 參數也是可選的。如果沒有指定 dest 參數，將用命令行的參數名來對 options 對象的值進行存取。

store 也有其它的兩種形式： store_true 和 store_false ，用於處理帶命令行參數後面不 帶值的情況。如 -v,-q 等命令行參數：

parser.add_option("-v", action="store_true", dest="verbose")
parser.add_option("-q", action="store_false", dest="verbose")

 

這樣的話，當解析到 ‘-v’，options.verbose 將被賦予 True 值，反之，解析到 ‘-q’，會被賦予 False 值。

其它的 actions 值還有：

store_const 、append 、count 、callback 。

 

默認值

parse_args() 方法提供了一個 default 參數用於設置默認值。如：

parser.add_option("-f","--file", action="store", dest="filename", default="foo.txt")
parser.add_option("-v", action="store_true", dest="verbose", default=True)

 

又或者使用 set_defaults()：

parser.set_defaults(filename="foo.txt",verbose=True)
parser.add_option(...)
(options, args) = parser.parse_args()

 

 

生成程序幫助

optparse 另一個方便的功能是自動生成程序的幫助信息。你只需要爲 add_option() 方法的 help 參數指定幫助信息文本：

usage = "usage: %prog [options] arg1 arg2"
parser = OptionParser(usage=usage)
parser.add_option("-v", "--verbose",
                  action="store_true", dest="verbose", default=True,
                  help="make lots of noise [default]")
parser.add_option("-q", "--quiet",
                  action="store_false", dest="verbose",
                  help="be vewwy quiet (I'm hunting wabbits)")
parser.add_option("-f", "--filename",
                  metavar="FILE", help="write output to FILE"),
parser.add_option("-m", "--mode",
                  default="intermediate",
              help="interaction mode: novice, intermediate, "
                   "or expert [default: %default]")

 

當 optparse 解析到 -h 或者 –help 命令行參數時，會調用 parser.print_help() 打印程序的幫助信息：

usage: <yourscript> [options] arg1 arg2

options:
  -h, --help            show this help message and exit
  -v, --verbose         make lots of noise [default]
  -q, --quiet           be vewwy quiet (I'm hunting wabbits)
  -f FILE, --filename=FILE
                        write output to FILE
  -m MODE, --mode=MODE  interaction mode: novice, intermediate, or
                        expert [default: intermediate]

 

注意： 打印出幫助信息後，optparse 將會退出，不再解析其它的命令行參數。

以上面的例子來一步步解釋如何生成幫助信息：

• 自定義的程序使用方法信息（usage message）：

   

  這行信息會優先打印在程序的選項信息前。當中的 %prog，optparse 會以當前程序名的字符串來替代：如 os.path.basename.(sys.argv[0])。

  如果用戶沒有提供自定義的使用方法信息，optparse 會默認使用： “usage: %prog [options]”。

usage = "usage: %prog [options] arg1 arg2"

用戶在定義命令行參數的幫助信息時，不用擔心換行帶來的問題，optparse 會處理好這一切。設置 add_option 方法中的 metavar 參數，有助於提醒用戶，該命令行參數所期待的參數，如 metavar=“mode”： 注意： metavar 參數中的字符串會自動變爲大寫。

-m MODE, --mode=MODE

在 help 參數的幫助信息裏使用 %default 可以插入該命令行參數的默認值。

如果程序有很多的命令行參數，你可能想爲他們進行分組，這時可以使用 OptonGroup：

group = OptionGroup(parser, ``Dangerous Options'',
                    ``Caution: use these options at your own risk.  ``
                    ``It is believed that some of them bite.'')
group.add_option(``-g'', action=''store_true'', help=''Group option.'')
parser.add_option_group(group)

 

下面是將會打印出來的幫助信息：

usage:  [options] arg1 arg2

options:
  -h, --help           show this help message and exit
  -v, --verbose        make lots of noise [default]
  -q, --quiet          be vewwy quiet (I'm hunting wabbits)
  -fFILE, --file=FILE  write output to FILE
  -mMODE, --mode=MODE  interaction mode: one of 'novice', 'intermediate'
                       [default], 'expert'

  Dangerous Options:
    Caution: use of these options is at your own risk.  It is believed that
    some of them bite.
    -g                 Group option.

 

 

顯示程序版本

象 usage message 一樣，你可以在創建 OptionParser 對象時，指定其 version 參數，用於顯示當前程序的版本信息：

parser = OptionParser(usage="%prog [-f] [-q]", version="%prog 1.0")

 

這樣，optparse 就會自動解釋 –version 命令行參數：

$ /usr/bin/foo --version
foo 1.0

 

 

處理異常

包括程序異常和用戶異常。這裏主要討論的是用戶異常，是指因用戶輸入無效的、不完整的命令行參數而引發的異常。optparse 可以自動探測並處理一些用戶異常：

$ /usr/bin/foo -n 4x
usage: foo [options]

foo: error: option -n: invalid integer value: '4x'

$ /usr/bin/foo -n
usage: foo [options]

foo: error: -n option requires an argument

 

用戶也可以使用 parser.error() 方法來自定義部分異常的處理：

(options, args) = parser.parse_args()
[...]
if options.a and options.b:
    parser.error("options -a and -b are mutually exclusive")

 

上面的例子，當 -b 和 -b 命令行參數同時存在時，會打印出“options -a and -b are mutually exclusive“，以警告用戶。

如果以上的異常處理方法還不能滿足要求，你可能需要繼承 OptionParser 類，並重載 exit() 和 erro() 方法。

 

完整的程序例子

from optparse import OptionParser
[...]
def main():
    usage = "usage: %prog [options] arg"
    parser = OptionParser(usage)
    parser.add_option("-f", "--file", dest="filename",
                      help="read data from FILENAME")
    parser.add_option("-v", "--verbose",
                      action="store_true", dest="verbose")
    parser.add_option("-q", "--quiet",
                      action="store_false", dest="verbose")
    [...]
    (options, args) = parser.parse_args()
    if len(args) != 1:
        parser.error("incorrect number of arguments")
    if options.verbose:
        print "reading %s..." % options.filename
    [...]

if __name__ == "__main__":
    main()