作者：HelloGitHub- Prodesire

HelloGitHub 的《講解開源項目》系列，項目地址：https://github.com/HelloGitHub-Team/Article

前言

在前面三篇介紹 argparse 的文章中，我們全面了解了 argparse 的能力，相信不少小伙伴們都已經摩拳擦掌，想要打造一個屬于自己的命令行工具。

本文將以我們日常工作中最常見的 git 命令為例，講解如何使用 argparse 庫來實現一個真正可用的命令行程序。

              
                本系列文章默認使用 Python 3 作為解釋器進行講解。
若你仍在使用 Python 2，請注意兩者之間語法和庫的使用差異哦~
              
            

git 常用命令

大家不妨回憶一下，平時最常使用 git 子命令都有哪些？

當你寫好一段代碼或增刪一些文件后，會用如下命令查看文件狀態：

              
                git status
              
            

確認文件狀態后，會用如下命令將的一個或多個文件（夾）添加到暫存區：

              
                git add [pathspec [pathspec ...]]
              
            

然后使用如下命令提交信息：

              
                git commit -m "your commit message"
              
            

最后使用如下命令將提交推送到遠程倉庫：

              
                git push
              
            

我們將使用 argparse 和 gitpython 庫來實現這 4 個子命令。

關于 gitpython

gitpython 是一個和 git 倉庫交互的 Python 第三方庫。
我們將借用它的能力來實現真正的 git 邏輯。

安裝：

              
                pip install gitpython
              
            

思考

在實現前，我們不妨先思考下會用到 argparse 的哪些功能？整個程序的結構是怎樣的？

argparse

• 要實現子命令，那么之前介紹到的 嵌套解析器 必不可少
• 當用戶鍵入子命令時，子命令所對應的子解析器需要作出響應，那么需要用到子解析器的 set_defaults 功能
• 針對 git add [pathspec [pathspec ...]] ，我們需要實現位置參數，而且數量是任意個
• 針對 git commit --message msg 或 git commit -m msg ，我們需要實現選項參數，且即可長選項，又可短選項

程序結構

• 命令行程序需要一個 cli 函數來作為統一的入口，它負責構建解析器，并解析命令行參數
• 我們還需要四個 handle_xxx 函數響應對應的子命令

則基本結構如下：

              
                import os
import argparse
from git.cmd import Git


def cli():
    """
    git 命名程序入口
    """
    pass


def handle_status(git, args):
    """
    處理 status 命令
    """
    pass

def handle_add(git, args):
    """
    處理 add 命令
    """
    pass


def handle_commit(git, args):
    """
    處理 -m 
                
                   命令
    """
    pass


def handle_push(git, args):
    """
    處理 push 命令
    """
    pass


if __name__ == '__main__':
    cli()
                
              
            

下面我們將一步步地實現我們的 git 程序。

實現

假定我們在 argparse-git.py 文件中實現我們的 git 程序。

構建解析器

我們需要構建一個父解析器，作為程序的根解析器，程序名稱指定為 git 。然后在上面添加子解析器，為后續的子命令的解析做準備：

              
                def cli():
    """
    git 命名程序入口
    """
    parser = argparse.ArgumentParser(prog='git')
    subparsers = parser.add_subparsers(
        title='These are common Git commands used in various situations',
        metavar='command')
              
            

add_subparsers 中的 title 和 metavar 參數主要用于命令行幫助信息，最終的效果如下：

              
                usage: git [-h] command ...

optional arguments:
  -h, --help  show this help message and exit

These are common Git commands used in various situations:
  command
    ...
              
            

status 子命令

我們需要在 cli 函數中添加一個用于解析 status 命令的子解析器 status_parser ，并指定其對應的處理函數為 handle_status 。

              
                def cli():
    ...
    # status
    status_parser = subparsers.add_parser(
        'status',
        help='Show the working tree status')
    status_parser.set_defaults(handle=handle_status)
              
            

需要說明的是，在 status_parser.set_defaults 函數中，能接收任意名稱的關鍵字參數，這個參數值會存放于父解析器解析命令行參數后的變量中。

比如，在本文示例程序中，我們為每個子解析器定義了 handle ，那么 args = parser.parse_args() 中的 args 將具有 handle 屬性，我們傳入不同的子命令，那么這個 handle 就是不同的響應函數。

定義了 status 的子解析器后，我們再實現下 handle_status 即可實現 status 命令的響應：

              
                def handle_status(git, args):
    """
    處理 status 命令
    """
    cmd = ['git', 'status']
    output = git.execute(cmd)
    print(output)
              
            

不難看出，我們最后調用了真正的 git status 來實現，并打印了輸出。

你可能會對 handle_status 的函數簽名感到困惑，這里的 git 和 args 是怎么傳入的呢？這其實是由我們自己控制的，將在本文最后講解。

add 子命令

同樣，我們需要在 cli 函數中添加一個用于解析 add 命令的子解析器 add_parser ，并指定其對應的處理函數為 handle_add 。

額外要做的是，要在子解析器 add_parser 上添加一個 pathspec 位置參數，且其數量是任意的：

              
                def cli():
    ...
    # add
    add_parser = subparsers.add_parser(
        'add',
        help='Add file contents to the index')
    add_parser.add_argument(
        'pathspec',
        help='Files to add content from',
        nargs='*')
    add_parser.set_defaults(handle=handle_add)
              
            

然后，就是實現 handle_add 函數，我們需要用到表示文件路徑的 args.pathspec ：

              
                def handle_add(git, args):
    """
    處理 add 命令
    """
    cmd = ['git', 'add'] + args.pathspec
    output = git.execute(cmd)
    print(output)
              
            

commit 子命令

同樣，我們需要在 cli 函數中添加一個用于解析 commit 命令的子解析器 commit_parser ，并指定其對應的處理函數為 handle_commit 。

額外要做的是，要在子解析器 commit_parser 上添加一個 -m / --message 選項參數，且要求必填：

              
                def cli():
    ...
    # commit
    commit_parser = subparsers.add_parser(
        'commit',
        help='Record changes to the repository')
    commit_parser.add_argument(
        '--message', '-m',
        help='Use the given 
                
                   as the commit message',
        metavar='msg',
        required=True)
    commit_parser.set_defaults(handle=handle_commit)
                
              
            

然后，就是實現 handle_commit 函數，我們需要用到表示提交信息的 args.message ：

              
                def handle_commit(git, args):
    """
    處理 -m 
                
                   命令
    """
    cmd = ['git', 'commit', '-m', args.message]
    output = git.execute(cmd)
    print(output)
                
              
            

push 子命令

同樣，我們需要在 cli 函數中添加一個用于解析 push 命令的子解析器 push_parser ，并指定其對應的處理函數為 handle_push 。

它同 status 子命令的實現方式一致：

              
                def cli():
    ...
    # push
    push_parser = subparsers.add_parser(
      'push',
      help='Update remote refs along with associated objects')
    push_parser.set_defaults(handle=handle_push)
              
            

然后，就是實現 handle_push 函數，和 handle_status 類似：

              
                def handle_push(git, args):
    cmd = ['git', 'push']
    output = git.execute(cmd)
    print(output)
              
            

解析參數

在定義完父子解析器，并添加參數后，我們就需要對參數做解析，這項工作也是實現在 cli 函數中：

              
                def cli():
    ...
    git = Git(os.getcwd())
    args = parser.parse_args()
    if hasattr(args, 'handle'):
        args.handle(git, args)
    else:
        parser.print_help()
              
            

• 通過 git.cmd.Git 實例化出 git 對象，用來和 git 倉庫交互
• 通過 parser.parse_args() 解析命令行
• 通過 hasattr(args, 'handle') 判斷是否輸入了子命令。
  • 由于每個子解析器都定義了 handle ，那么如果當用戶在命令行不輸入任何命令時， args 就沒有 handle 屬性，那么我們就輸出幫助信息
  • 如果用戶輸入了子命令，那么就調用 args.handle ，傳入 git 和 args 對象，用以處理對應命令

至此，我們就實現了一個簡單的 git 命令行，使用 python argparse-git.py -h 查看幫助如下：

              
                usage: git [-h] command ...

optional arguments:
  -h, --help  show this help message and exit

These are common Git commands used in various situations:
  command
    status    Show the working tree status
    add       Add file contents to the index
    commit    Record changes to the repository
    push      Update remote refs along with associated objects
              
            

然后我們就可以愉快地使用親手打造的 git 程序啦！

想看整個源碼，請戳 argparse-git.py 。

小結

本文簡單介紹了日常工作中常用的 git 命令，然后提出實現它的思路，最終一步步地使用 argparse 和 gitpython 實現了 git 程序。是不是很有成就感呢？

關于 argparse 的講解將告一段落，回顧下 argparse 的四步曲，加上今天的內容，感覺它還是挺清晰、簡單的。
不過，這還只是打開了命令行大門的一扇門。

你是否想過， argparse 的四步曲雖然理解簡單，但略微麻煩。有沒有更簡單的方式？
如果我很熟悉命令行幫助語法，我能不能寫個幫助字符串就把所有的命令行元信息給定義出來？然后就直接輕松愉快地獲取解析后的參數信息呢？

在下篇文章中，將為大家講解另一個站在一個全新的思路，又無比強大的庫 docopt 。