一文教会你用Python实现最有效的剪切板实时监控

前言

　　上网浏览网页的时候，看见好的内容免不了要使用复制粘贴，但是我们看到的内容、心里想要的内容和实际粘贴后的内容往往不一致。数据的获取始于复制，终于粘贴，那么问题来了，在这中间系统做了哪些操作，我们怎么能控制它呢？

　　人生苦短，我用python，查阅相关资料之后发现有很多不一样的实现方式，如利用内置ctypes模块、tk模块，第三方模块如跨平台的pyperclip模块、clipboard模块、pywin.win32clipboard模块等等，大部分都封装好了简洁易用的高级接口，方便我们直接使用。

　　基于强迫症的心理，本文分析比较了几种主流的方式，对他们逐一进行源码分析、读写性能实测，最后选择了读写速度最快的一种做出一个实时剪切板监控小案例，以供大家参考。

小案例实现的功能如下：

1. 实时监测ctrl+c剪切板写入事件，去除剪切板中指定字符或文本，如某些文字的后缀 (￢_￢)瞄。
2. 使用正则对某些文本进行智能替换，如将python2格式的代码转换为python3格式。

方式一：调用第三方pyperclip模块

In [1]: import pyperclip

In [2]: data = pyperclip.paste()

In [3]: data
Out[3]: "print 'Hello World'\r\n————————————————\r\n版权声明：本文为CSDN博主「...」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。\r\n原文链接：https://blog.csdn.net/.../article/details/..."

In [4]: data = data[7:12]

In [5]: pyperclip.copy(data)

In [6]: pyperclip.paste()
Out[6]: 'Hello'

源码调用： 内置ctypes模块中的ctypes.windll.user32接口编写，和pandas包的代码一致，代码位置：pandas.io.clipboard.windows，代码引用如下

import ctypes

windll = ctypes.windll
safeGetClipboardData = CheckedCall(windll.user32.GetClipboardData)
safeGetClipboardData.argtypes = [UINT]
safeGetClipboardData.restype = HANDLE

safeSetClipboardData = CheckedCall(windll.user32.SetClipboardData)
safeSetClipboardData.argtypes = [UINT, HANDLE]
safeSetClipboardData.restype = HANDLE

优点： 跨平台，接口调用方便简洁

缺点： 剪切板的数据格式只支持utf-8文本，频繁读写速度较慢

方式二：调用第三方win32clipboard模块

In [1]: import win32clipboard
 ...:
 ...: def clipboard_get():
 ...:  """获取剪贴板数据"""
 ...:  win32clipboard.OpenClipboard()
 ...:  data = win32clipboard.GetClipboardData()
 ...:  win32clipboard.CloseClipboard()
 ...:  return data
 ...:
 ...: def clipboard_set(data):
 ...:  """设置剪贴板数据"""
 ...:  win32clipboard.OpenClipboard()
 ...:  win32clipboard.SetClipboardData(13, data)
 ...:  win32clipboard.CloseClipboard()
 ...:  return True
 ...:

In [2]: data = clipboard_get()

In [3]: data
Out[3]: "print 'Hello World'\r\n————————————————\r\n版权声明：本文为CSDN博主「...」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上 原文出处链接及本声明。\r\n原文链接：https://blog.csdn.net/.../article/details/..."

In [4]: clipboard_set(data[7:12])
Out[4]: True

In [5]: clipboard_get()
Out[5]: 'Hello'

源码调用： C源码封装，python接口调用如下

def GetClipboardData(*args, **kwargs): # real signature unknown
  pass

def SetClipboardData(*args, **kwargs): # real signature unknown
  pass

优点： 原生C封装读写速度最快，支持多种剪切板数据格式

缺点： 只适用于windows平台，高频率读写会报错需要小心处理，utf-8格式之外的数据格式需要熟悉winuser.h库自行设计编写

方法三：调用内置tkinter模块

In [1]: from tkinter import *
 ...:
 ...: r = Tk()

In [2]: data = r.clipboard_get()

In [3]: data
Out[3]: "print 'Hello World'\n————————————————\n版权声明：本文为CSDN博主「...」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文 出处链接及本声明。\n原文链接：https://blog.csdn.net/.../article/details/..."

In [4]: r.clipboard_append(data[7:12])

In [5]: r.clipboard_get()
Out[6]: 'Hello'

注意： 在win10系统测试后发现，使用tkinter模块只能获取剪切板数据，不能将数据写入剪切板，如果在外部调用clipboard_append方法将字符串写入剪切板后销毁Tk对象，系统剪切板进程会被tk接管锁死，此时在其他的应用按ctrl+v，粘贴的应用会直接处于卡死的状态，或者粘贴后内容为空。

如果还是通过Tk()对象将数据写入剪切板，只能采取下面的方法，设置延迟销毁Tk对象，系统剪切板数据才会被更新，否则内容还是为空（实测如果设置0.2秒以内的频率读取，剪切板还是为空，这就很鸡肋了）：

from tkinter import *

import time

r = Tk()
r.withdraw()
r.clipboard_clear()
r.clipboard_append('some string')

r.update()
time.sleep(.2)
r.update()

r.destroy()

源码调用： C源码封装，python接口调用如下

# 读取剪切板数据：
_tkinter.tkapp('clipboard', 'get')

# 写入剪切板数据：
_tkinter.tkapp('clipboard', 'append')

剪切板读写速度测试结果

实时监控小案例：

import win32clipboard
import re
import time

def clipboard_get():
    """获取剪贴板数据"""
    win32clipboard.OpenClipboard()
    data = win32clipboard.GetClipboardData(win32clipboard.CF_UNICODETEXT)
    win32clipboard.CloseClipboard()
    return data

def clipboard_set(data):
    """设置剪贴板数据"""
    win32clipboard.OpenClipboard()
    win32clipboard.EmptyClipboard()
    win32clipboard.SetClipboardData(win32clipboard.CF_UNICODETEXT, data)
    win32clipboard.CloseClipboard()

# 初始化替换字符列表，相比于正则使用replace函数进行单字符替换更快
char_list = [('（', '('),
             ('）', ')'),
             ('“', '"'),
             ('”', '"'),
             ('‘', '\''),
             ('’', '\''),
             ('print ', 'print '),
             ('版权声明：本文为CSDN', '版权声明：本文为CSDN'),
             ]

# 预编译正则替换匹配表达式
# 匹配python2格式的 print函数文本
sub_print = re.compile(r'\bprint\s+(.+)')
# 匹配csdn复制自带的版权声明后缀文本
sub_csdn = re.compile(r'—+\s+版权声明：本文为CSDN.*\s+原文链接.*')

# 指定场景 sub替换函数：python2格式的 print函数 替换为python3格式
def sub_fn(s):
    return 'print(' + s.group(1).strip() + ')\r\n'

# 判断如果没有要替换的字符则返回None，有则执行替换操作，先进行字符列表replace，再执行reg.sub(sub_fn, txt)
def char_replace_reg_sub(txt):
    new_txt = txt

    # 对字符列表中字符 逐一判断，如果字符在文本中 则replace替换，如果都不在 则return None，不用再进行替换操作
    i = 0
    for old_char, new_char in char_list:
        if old_char in new_txt:
            i += 1
            new_txt = new_txt.replace(old_char, new_char)
    if i == 0:
        return None

    print('-' * 150, '\n【After char replace】:', new_txt)
    # 对指定场景替换 使用正则re.sub
    new_txt = sub_print.sub(sub_fn, new_txt)
    new_txt = sub_csdn.sub('', new_txt)
    print('【After sub replace:】', new_txt)
    return new_txt

def main():
    """后台脚本：每隔0.2秒，读取剪切板文本，检查有无指定字符或字符串，如果有则执行替换"""
    # recent_txt 存放最近一次剪切板文本，初始化值只多执行一次paste函数读取和替换
    recent_txt = clipboard_get()
    replaced_txt = char_replace_reg_sub(recent_txt)
    clipboard_set(recent_txt if replaced_txt is None else replaced_txt)

    while True:
        # txt 存放当前剪切板文本
        txt = clipboard_get()

        # 剪切板内容和上一次对比如有变动，再进行内容判断，判断后如果发现有指定字符在其中的话，再执行替换
        if txt != recent_txt:
            # print(f'txt:{txt}')
            new_txt = char_replace_reg_sub(txt)  # 没查到要替换的子串，返回None

            if new_txt is not None:
                clipboard_set(new_txt)
                # 更新 recent_txt 为替换之后的文本，便于下次与 txt 剪切板文本对比，判断内容有无更新
                recent_txt = new_txt

        # 检测间隔（延迟0.2秒）
        time.sleep(0.2)

if __name__ == '__main__':
    main()

运行效果：

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【Copy text】:

print 'Hello World' \r\n————————————————\r\n版权声明：本文为CSDN博主「...」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上 原文出处链接及本声明。\r\n原文链接：https://blog.csdn.net/.../article/details/...)
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【After replace:】:

print('Hello World')
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参考链接：

微软开发文档：https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/win32/dataxchg/using-the-clipboard?redirectedfrom=MSDN#_win32_Copying_Information_to_the_Clipboard

Stack Overflow：https://stackoverflow.com/questions/579687/how-do-i-copy-a-string-to-the-clipboard-on-windows-using-python