argparse

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在命令行程序中，经常需要获取命令行参数。Python 内置的 sys.argv 保存了完整的参数列表，我们可以从中解析出需要的参数：

# copy.py
import sys
print(sys.argv)
source = sys.argv[1]
target = sys.argv[2]
# TODO...

运行上述copy.py，并传入参数，打印如下：

['copy.py', 'source.txt', 'copy.txt']

这种方式能应付简单的参数，但参数稍微复杂点，比如可以使用 -d 复制目录，使用 --filename *.py 过滤文件名等，解析起来就非常麻烦。

为了简化参数解析，我们可以使用内置的 argparse 库，定义好各个参数类型后，它能直接返回有效的参数。

假设我们想编写一个备份 MySQL 数据库的命令行程序，需要输入的参数如下：

• host 参数：表示 MySQL 主机名或 IP，不输入则默认为localhost；
• port 参数：表示 MySQL 的端口号，int 类型，不输入则默认为3306；
• user 参数：表示登录 MySQL 的用户名，必须输入；
• password 参数：表示登录 MySQL 的口令，必须输入；
• gz 参数：表示是否压缩备份文件，不输入则默认为False；
• outfile 参数：表示备份文件保存在哪，必须输入。

其中，outfile是位置参数，而其他则是类似 --user root 这样的“关键字”参数。

用 argparse 来解析参数，一个完整的示例如下：

# backup.py
 
import argparse
 
def main():
    # 定义一个 ArgumentParser 实例:
    parser = argparse.ArgumentParser(prog='backup', # 程序名
        description='Backup MySQL database.', # 描述
        epilog='Copyright(r), 2023' # 说明信息
    )
    # 定义位置参数:
    parser.add_argument('outfile')
    # 定义关键字参数:
    parser.add_argument('--host', default='localhost')
    # 此参数必须为 int 类型:
    parser.add_argument('--port', default='3306', type=int)
    # 允许用户输入简写的 -u:
    parser.add_argument('-u', '--user', required=True)
    parser.add_argument('-p', '--password', required=True)
    parser.add_argument('--database', required=True)
    # gz 参数不跟参数值，因此指定 action='store_true'，意思是出现 -gz 表示 True:
    parser.add_argument('-gz', '--gzcompress', action='store_true', required=False, help='Compress backup files by gz.')
 
 
    # 解析参数:
    args = parser.parse_args()
 
    # 打印参数:
    print('parsed args:')
    print(f'outfile = {args.outfile}')
    print(f'host = {args.host}')
    print(f'port = {args.port}')
    print(f'user = {args.user}')
    print(f'password = {args.password}')
    print(f'database = {args.database}')
    print(f'gzcompress = {args.gzcompress}')
 
if __name__ == '__main__':
    main()

输入有效的参数，则程序能解析出所需的所有参数：

$ ./backup.py -u root -p hello --database testdb backup.sql
parsed args:
outfile = backup.sql
host = localhost
port = 3306
user = root
password = hello
database = testdb
gzcompress = False

缺少必要的参数，或者参数不对，将报告详细的错误信息：

$ ./backup.py --database testdb backup.sql
usage: backup [-h] [--host HOST] [--port PORT] -u USER -p PASSWORD --database DATABASE outfile
backup: error: the following arguments are required: -u/--user, -p/--password

更神奇的是，如果输入-h，则打印帮助信息：

$ ./backup.py -h                          
usage: backup [-h] [--host HOST] [--port PORT] -u USER -p PASSWORD --database DATABASE outfile
 
Backup MySQL database.
 
positional arguments:
  outfile
 
optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  --host HOST
  --port PORT
  -u USER, --user USER
  -p PASSWORD, --password PASSWORD
  --database DATABASE
  -gz, --gzcompress     Compress backup files by gz.
 
Copyright(r), 2023

获取有效参数的代码实际上是这一行：

args = parser.parse_args()

我们不必捕获异常，parse_args()非常方便的一点在于，如果参数有问题，则它打印出错误信息后，结束进程；如果参数是-h，则它打印帮助信息后，结束进程。只有当参数全部有效时，才会返回一个 NameSpace 对象，获取对应的参数就把参数名当作属性获取，非常方便。

可见，使用 argparse 后，解析参数的工作被大大简化了，我们可以专注于定义参数，然后直接获取到有效的参数输入。

小结

使用 argparse 解析参数，只需定义好参数类型，就可以获得有效的参数输入，能大大简化获取命令行参数的工作。