python学习之optparse

Python 有两个内建的模块用于处理命令行参数：

一个是 getopt，《Deep in python》一书中也有提到，只能简单处理 命令行参数；

另一个是 optparse，它功能强大，而且易于使用，可以方便地生成标准的、符合Unix/Posix 规范的命令行说明。

示例

下面是一个使用 optparse 的简单示例：

1. from optparse import OptionParser
2. [...]
3. parser = OptionParser()
4. parser.add_option("-f", "--file", dest="filename",
5. help="write report to FILE", metavar="FILE")
6. parser.add_option("-q", "--quiet",
7. action="store_false", dest="verbose", default=True,
8. help="don't print status messages to stdout")
9. (options, args) = parser.parse_args()

现在，妳就可以在命令行下输入：

1. <yourscript> --file=outfile -q
2. <yourscript> -f outfile --quiet
3. <yourscript> --quiet --file outfile
4. <yourscript> -q -foutfile
5. <yourscript> -qfoutfile

上面这些命令是相同效果的。除此之外， optparse 还为我们自动生成命令行的帮助信息：

1. <yourscript> -h
2. <yourscript> --help

输出：

1. usage: <yourscript> [options]
2. options:
3. -h, --help            show this help message and exit
4. -f FILE, --file=FILE  write report to FILE
5. -q, --quiet           don't print status messages to stdout

简单流程

首先，必须 import OptionParser 类，创建一个 OptionParser 对象：

1. from optparse import OptionParser
2. [...]
3. parser = OptionParser()

然后，使用 add_option 来定义命令行参数：

1. parser.add_option(opt_str, ...,
2. attr=value, ...)

每个命令行参数就是由参数名字符串和参数属性组成的。如 -f 或者 –file 分别是长短参数名：

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

最后，一旦你已经定义好了所有的命令行参数，调用 parse_args() 来解析程序的命令行：

1. (options, args) = parser.parse_args()

注： 你也可以传递一个命令行参数列表到 parse_args()；否则，默认使用 sys.argv[:1]。

parse_args() 返回的两个值：

• options，它是一个对象（optpars.Values），保存有命令行参数值。只要知道命令行参数名，如 file，就可以访问其对应的值： options.file 。
• args，它是一个由 positional arguments 组成的列表。

Actions

action 是 parse_args() 方法的参数之一，它指示 optparse 当解析到一个命令行参数时该如何处理。actions 有一组固定的值可供选择，默认是’store ‘，表示将命令行参数值保存在 options 对象里。

示例

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

最后将会打印出 “foo.txt”。

当 optparse 解析到’-f’，会继续解析后面的’foo.txt’，然后将’foo.txt’保存到 options.filename 里。当调用 parser.args() 后，options.filename 的值就为’foo.txt’。

你也可以指定 add_option() 方法中 type 参数为其它值，如 int 或者 float 等等：

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

默认地，type 为’string’。也正如上面所示，长参数名也是可选的。其实，dest 参数也是可选的。如果没有指定 dest 参数，将用命令行的参数名来对 options 对象的值进行存取。

store 也有其它的两种形式： store_true 和 store_false ，用于处理带命令行参数后面不 带值的情况。如 -v,-q 等命令行参数：

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

这样的话，当解析到 ‘-v’，options.verbose 将被赋予 True 值，反之，解析到 ‘-q’，会被赋予 False 值。

其它的 actions 值还有：

store_const 、append 、count 、callback 。

默认值

parse_args() 方法提供了一个 default 参数用于设置默认值。如：

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

又或者使用 set_defaults()：

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

生成程序帮助

optparse 另一个方便的功能是自动生成程序的帮助信息。你只需要为 add_option() 方法的 help 参数指定帮助信息文本：

1. usage = "usage: %prog [options] arg1 arg2"
2. parser = OptionParser(usage=usage)
3. parser.add_option("-v", "--verbose",
4. action="store_true", dest="verbose", default=True,
5. help="make lots of noise [default]")
6. parser.add_option("-q", "--quiet",
7. action="store_false", dest="verbose",
8. help="be vewwy quiet (I'm hunting wabbits)")
9. parser.add_option("-f", "--filename",
10. metavar="FILE", help="write output to FILE"),
11. parser.add_option("-m", "--mode",
12. default="intermediate",
13. help="interaction mode: novice, intermediate, "
14. "or expert [default: %default]")

当 optparse 解析到 -h 或者 –help 命令行参数时，会调用 parser.print_help() 打印程序的帮助信息：

1. usage: <yourscript> [options] arg1 arg2
2. options:
3. -h, --help            show this help message and exit
4. -v, --verbose         make lots of noise [default]
5. -q, --quiet           be vewwy quiet (I'm hunting wabbits)
6. -f FILE, --filename=FILE
7. write output to FILE
8. -m MODE, --mode=MODE  interaction mode: novice, intermediate, or
9. expert [default: intermediate]

注意： 打印出帮助信息后，optparse 将会退出，不再解析其它的命令行参数。

以上面的例子来一步步解释如何生成帮助信息：

• 自定义的程序使用方法信息（usage message）：

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

  这行信息会优先打印在程序的选项信息前。当中的 %prog，optparse 会以当前程序名的字符串来替代：如 os.path.basename.(sys.argv[0])。

  如果用户没有提供自定义的使用方法信息，optparse 会默认使用： “usage: %prog [options]”。

• 用户在定义命令行参数的帮助信息时，不用担心换行带来的问题，optparse 会处理好这一切。

• 设置 add_option 方法中的 metavar 参数，有助于提醒用户，该命令行参数所期待的参数，如 metavar=“mode”：

  1. -m MODE, --mode=MODE

  注意： metavar 参数中的字符串会自动变为大写。

• 在 help 参数的帮助信息里使用 %default 可以插入该命令行参数的默认值。

如果程序有很多的命令行参数，你可能想为他们进行分组，这时可以使用 OptonGroup：

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

下面是将会打印出来的帮助信息：

1. usage:  [options] arg1 arg2
2. options:
3. -h, --help           show this help message and exit
4. -v, --verbose        make lots of noise [default]
5. -q, --quiet          be vewwy quiet (I'm hunting wabbits)
6. -fFILE, --file=FILE  write output to FILE
7. -mMODE, --mode=MODE  interaction mode: one of 'novice', 'intermediate'
8. [default], 'expert'
9. Dangerous Options:
10. Caution: use of these options is at your own risk.  It is believed that
11. some of them bite.
12. -g                 Group option.

显示程序版本

象 usage message 一样，你可以在创建 OptionParser 对象时，指定其 version 参数，用于显示当前程序的版本信息：

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

这样，optparse 就会自动解释 –version 命令行参数：

1. $ /usr/bin/foo --version
2. foo 1.0

处理异常

包括程序异常和用户异常。这里主要讨论的是用户异常，是指因用户输入无效的、不完整的命令行参数而引发的异常。optparse 可以自动探测并处理一些用户异常：

1. $ /usr/bin/foo -n 4x
2. usage: foo [options]
3. foo: error: option -n: invalid integer value: '4x'
4. $ /usr/bin/foo -n
5. usage: foo [options]
6. foo: error: -n option requires an argument

用户也可以使用 parser.error() 方法来自定义部分异常的处理：

1. (options, args) = parser.parse_args()
2. [...]
3. if options.a and options.b:
4. parser.error("options -a and -b are mutually exclusive")

上面的例子，当 -b 和 -b 命令行参数同时存在时，会打印出“options -a and -b are mutually exclusive“，以警告用户。

如果以上的异常处理方法还不能满足要求，你可能需要继承 OptionParser 类，并重载 exit() 和 erro() 方法。

完整的程序例子

1. from optparse import OptionParser
2. [...]
3. def main():
4. usage = "usage: %prog [options] arg"
5. parser = OptionParser(usage)
6. parser.add_option("-f", "--file", dest="filename",
7. help="read data from FILENAME")
8. parser.add_option("-v", "--verbose",
9. action="store_true", dest="verbose")
10. parser.add_option("-q", "--quiet",
11. action="store_false", dest="verbose")
12. [...]
13. (options, args) = parser.parse_args()
14. if len(args) != 1:
15. parser.error("incorrect number of arguments")
16. if options.verbose:
17. print "reading %s..." % options.filename
18. [...]
19. if __name__ == "__main__":
20. main()