Python Rich：美化终端显示效果

Rich库的功能就像它的名字一样，使Python编程更加丰富（rich），
它帮助开发者在控制台（命令行）输出中创建丰富、多彩和具有格式化的文本。

本篇总结了如何使用Rich库让我们的命令行工具更加美观。

1. 安装

通过pip安装：

pip install rich

使用下面的命令验证是否安装成功。

python -m rich

2. 应用示例

Rich的功能很多，下面通过代码示例来演示其中主要的功能。

2.1. 美化 REPL 输出

安装python之后，在命令行输入python，就可以进入python的交互式命令行环境（REPL）。
因为python是解释性语言，所以可以在REPL环境中交互式的运行代码：

注：REPL全称: Read-Eval-Print-Loop (交互式解释器)

默认的REPL是没有颜色的，使用Rich可以美化REPL的显示，获得更好的交互效果。
只需要导入Rich库的pretty即可。

>>> from rich import pretty
>>> pretty.install()

再次运行上面的代码：

不同的数据类型会用不同的颜色来表示。

2.2. 查看对象信息

Rich库中还提供了一个还有用的功能，用来查看python中各个变量或对象的详细信息。
使用前导入 inspect 函数。

>>> from rich import inspect

对于变量，查看其概括信息的方式如下：

>>> inspect(lst_var)

查看其包含的方法：

>>> inspect(lst_var, methods=True)

对于对象，也是一样：

# -*- coding: utf-8 -*-
from rich import inspect

class Sample:
    def __init__(self, name, age):
        self._name = name
        self._age = age

    def info(self):
        print("姓名: {}， 年龄: {}".format(self.name, self.age))

    def set(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def get(self):
        return {"name": self.name, "age": self.age}

    # 私有函数
    def _private(self):
        print("这是私有函数")

if __name__ == "__main__":
    sa = Sample("harry", 33)

    # 显示对象概要信息
    inspect(sa)

    # 显示对象方法信息
    inspect(sa, methods=True)

    # 显示对象方法和私有变量，私有函数
    inspect(sa, methods=True, private=True)

Rich库的inspect函数让我们在命令行中也可以获得非常好的阅读体验。

2.3. 动态显示内容

动态显示在命令行中一直是个难点，而Rich库能帮助我们很容易的实现状态和进度的动态显示。

比如，如果有多个任务在执行，可以用Rich来动态显示执行的情况。

# -*- coding: utf-8 -*-

from time import sleep
from rich.console import Console

console = Console()
count = 5
tasks = [f"task {n}" for n in range(1, count + 1)]

with console.status("") as status:
    num = 1
    while tasks:
        status.update("[{}/{}] 已经完成".format(num, count))
        task = tasks.pop(0)
        sleep(1)
        num += 1

print("所有任务 全部完成！")

这样就不用打印出很多行的日志信息，而是动态的显示task完成的情况。

还有一个动态的应用是进度条，进度条虽然不能提高程序的性能，
但是它让我们了解到程序大概运行到哪了，能够减少等待的焦虑。

比如，传输大量文件或者下载大文件的过程中，没有进度条的话，常常会担心程序是不是卡住了。
下面是一个模拟文件传输中使用进度条的示例：

# -*- coding: utf-8 -*-

import time

from rich.progress import Progress

# 模拟2个文件，一个是文件名，一个是文件大小
files = [("windows.iso", 24000), ("debian.iso", 17000)]

with Progress() as progress:
    tasks = []
    for f in files:
        task_id = progress.add_task("copy {}".format(f[0]), filename=f[0], start=False)
        progress.update(task_id, total=f[1])

        progress.start_task(task_id)
        # 模拟读取文件，每次读取1024字节
        total = f[1]
        buffer = 1024
        while total > 0:
            read_bytes = 0
            if total > buffer:
                read_bytes = buffer
                total -= buffer
            else:
                read_bytes = total
                total = 0

            progress.update(task_id, advance=read_bytes)
            time.sleep(0.2)

        progress.console.log("{} 传输完成!".format(f[0]))
        progress.stop_task(task_id)

2.4. 复杂结构显示

Rich库还可以帮助我们在控制台显示一些结构化的内容。

2.4.1. 表格

表格是最常用的一种表现形式，也是最常用的一种展示数据的方式。

# -*- coding: utf-8 -*-

from rich.console import Console
from rich.table import Table

table = Table(title="国内生产总值指数")

table.add_column("年份", justify="left", style="cyan", no_wrap=True)
table.add_column("指标", style="magenta")
table.add_column("数值", justify="right", style="green")

table.add_row("2022年", "国民总收入指数", "4432.1")
table.add_row("2021年", "国民总收入指数", "4319.7")
table.add_row("2020年", "国民总收入指数", "3979.1")
table.add_row("2019年", "国民总收入指数", "3912.1")

console = Console()
console.print(table)

2.4.2. 树形

树形结构也是常用的结构，比如展示文件夹结构：

# -*- coding: utf-8 -*-

from rich.tree import Tree
from rich import print

# 根节点
tree = Tree("/")

# usr 分支
usr = tree.add("usr")
fonts = usr.add("fonts")
bin = usr.add("bin")
lib = usr.add("lib")

# home 分支
home = tree.add("home")
git = home.add("git")
python = home.add("python")
golang = home.add("golang")

# projects 分支
projects = home.add("projects")
samples = projects.add("samples")
work = projects.add("work")

print(tree)

2.5. 文档和代码显示

在IT行业内，markdown文档和代码几乎是绕不开的2个东西。

然而，直接在命令行中原样显示的markdown和代码的话，是很难阅读的。
利用Rich库，可以帮助我们解析markdown的标记，高亮不同编程语言的代码，从而在命令行中获得良好的阅读体验。

# -*- coding: utf-8 -*-

from rich.console import Console
from rich.markdown import Markdown

md_sample = """这是一份[Markdown][1]的语法介绍。

# 段落

一个段落是由一个或多个连续的行构成，段落间靠一个或以上视觉上的空行划分。

    这是一个段落。它有两个句子。

    这是另一个段落。它也有
    两个句子。

## 代码

`print("hello")`

### 列表

* 无序(没有编号的)列表中的一项
    * 一个子项，要以一个制表符或者4个空格缩进
* 无序列表中的另一个项
1. 有序(排好序，有编号的)列表中的一项
1. 有序列表中的另一个项

[1]: http://daringfireball.net/projects/markdown/
"""

console = Console()
markdown = Markdown(md_sample)
console.print(markdown)

可以看出，不同的markdown标记会解析成不同的显示效果。

同样，对于不同的代码，也可以高亮显示：

# -*- coding: utf-8 -*-

from rich.console import Console
from rich.syntax import Syntax

py_code = """
def hello(name):
    print("hello ", name)

hello("world")
"""

java_code = """
public class HelloWorld
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("Hello,World!");
    }
}
"""

c_code = """
#include <stdio.h>
int main()
{
    printf("Hello,World!");
    return 1;
}
"""

console = Console()

console.print("========================")
console.print("[green]python 代码")
console.print("========================")
syntax = Syntax(py_code, "python", theme="monokai", line_numbers=True)
console.print(syntax)

console.print("========================")
console.print("[blue]java 代码")
console.print("========================")
syntax = Syntax(java_code, "java", theme="monokai", line_numbers=True)
console.print(syntax)

console.print("========================")
console.print("[red]c 代码")
console.print("========================")
syntax = Syntax(c_code, "c", theme="monokai", line_numbers=True)
console.print(syntax)

这里只演示了3种代码，但是Rich可以支持几乎所有主流的代码。

3. 总结

总的来说，Python Rich库是一个强大的工具，可以让Python开发者在命令行环境中拥有更加丰富和强大的输出能力，使得数据呈现更加直观，增强了代码的可读性和调试效率。

本篇演示了一些常用的功能，关于Rich库的其他功能和每个功能的细节可以参考其官方文档：
https://rich.readthedocs.io/en/latest/