【Python】自动生成命令行工具

Python 中用于生成命令行接口（Command Line Interfaces, CLIs）的工具已经有一些了，例如已经成为 Python 标准库的 argparse 和第三方的 click ，这些都是很不错的工具。但是这些工具为 Python 程序生成 CLIs 的时候稍显麻烦，需要增加的地方比较多，过程稍显繁琐。今天介绍的这个工具，几乎可以不改变原始代码就可以生成 CLIs，是 Google 于今年（2017 年）3 月 2 日宣布在 GitHub 上开源的。

fire 开源

文中的三个程序文件可以在这里打包下载。

更新

这里我会列出对本文的更新。

2017 年 10 月 18 日：优化排版，与其他博文保持风格统一。

简介

大致的简介我在上面简单说了下，下面我引用下官方简介：

Python Fire is a library for creating command line interfaces (CLIs) from absolutely any Python object.

Python Fire is a simple way to create a CLI in Python.
Python Fire is a helpful tool for developing and debugging Python code.
Python Fire helps with exploring existing code or turning other people’s code into a CLI.
Python Fire makes transitioning between Bash and Python easier.
Python Fire makes using a Python REPL easier by setting up the REPL with the modules and variables you’ll need already imported and created.

可以看出来，Fire 不仅仅是一个生成 CLIs 的工具，而且还可以调试 Python 程序，交互式的使用 Fire 。

安装

在命令行中运行 pip install fire 即可安装。

用法

使用 fire 生成 CLIs 的基本用法就是使用 fire.Fire()，可以传入任意参数，用官方的说法就是 any Python object 。下面我举三个例子简单的说明一下用法，更多的用法大家可以参考 The Python Fire Guide 和 Using a Fire CLI 。

下面的例子均是以计算时间差（两个日期之间相差的天数）的程序为例。

单个函数

文件 test-fire.py

python hljs  has-numbering" style="display: block; padding: 0px; background: transparent; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: "Source Code Pro", monospace; font-size: 12.6px; white-space: pre; border-radius: 0px; overflow-x: auto; word-wrap: normal;">import fire
import datetime

def cal_days(date_str1, date_str2):
    '''计算两个日期之间的天数'''

    date_str1 = str(date_str1)
    date_str2 = str(date_str2)
    d1 = datetime.datetime.strptime(date_str1, '%Y%m%d')
    d2 = datetime.datetime.strptime(date_str2, '%Y%m%d')
    delta = d1 - d2
    return delta.days


if __name__ == '__main__':
    fire.Fire(cal_days)
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这个程序中只有一个函数 cal_days，最后使用 fire.Fire(cal_days) 来生成 CLIs。

我们可以先用下面的语句查看帮助信息：

$ python test-fire.py
Fire trace:
1. Initial component
2. ('The function received no value for the required argument:', 'date_str1')

Type:        function
String form: <function cal_days at 0x000002F0099B7F28>
File:        d:\masterfiles\notebook\test-fire.py
Line:        4
Docstring:   计算两个日期之间的天数

Usage:       test-fire.py DATE_STR1 DATE_STR2
             test-fire.py --date-str1 DATE_STR1 --date-str2 DATE_STR2
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我们可以看到传给 fire.Fire() 的参数类型（function）、文件路径、文档字符串、参数用法等信息。

现在我们试着计算一下 2017 年 4 月 21 号和 2017 年 4 月 1 号差了多少天：

$ python test-fire.py 20170421 20170401
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当然，你也可以使用 python test-fire.py --date-str1 20170421 --date-str2 20170401。

此外，对于这种单个函数的情况，程序的最后一行 fire.Fire(cal_days) 可以改为 fire.Fire()，结果完全一样，fire.Fire() 会默认使用 cal_days() 函数。

多个函数

文件 test-fire-2func.py

python hljs  has-numbering" style="display: block; padding: 0px; background: transparent; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: "Source Code Pro", monospace; font-size: 12.6px; white-space: pre; border-radius: 0px; overflow-x: auto; word-wrap: normal;">import fire
import datetime

def cal_days(date_str1, date_str2):
    '''计算两个日期之间的天数'''

    date_str1 = str(date_str1)
    date_str2 = str(date_str2)
    d1 = datetime.datetime.strptime(date_str1, '%Y%m%d')
    d2 = datetime.datetime.strptime(date_str2, '%Y%m%d')
    delta = d1 - d2
    return delta.days


def days2today(date_str):
    '''计算某天距离今天的天数'''

    date_str = str(date_str)
    d = datetime.datetime.strptime(date_str, '%Y%m%d')
    delta = datetime.datetime.now() - d
    return delta.days


if __name__ == '__main__':
    fire.Fire()
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这个程序比 test-fire.py 多了一个函数，但是结尾处仍然使用 fire.Fire() 来生成 CLIs。我们先不输任何参数：

$ python test-fire-2func.py 20170401
Fire trace:
1. Initial component
2. ('Cannot find target in dict', '20170401', {'__name__': '__main__', 'datetime': <module 'datetime' from 'C:\\Users\\secsi\\Anaconda3\\lib\\datetime.py'>, 'cal_days': <function cal_days at 0x0000027A855E7F28>, 'days2today': <function days2today at 0x0000027A86EC6B70>, '__loader__': <_frozen_importlib_external.SourceFileLoader object at 0x0000027A85655A90>, '__file__': 'test-fire-2func.py', '__cached__': None, 'fire': <module 'fire' from 'C:\\Users\\secsi\\Anaconda3\\lib\\site-packages\\fire\\__init__.py'>, '__package__': None, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__doc__': None, '__spec__': None})

Type:        dict
String form: {'__name__': '__main__', 'datetime': <module 'datetime' from 'C:\\Users\\secsi\\Anaconda3\\lib\\d <...> kage__': None, '__builtins__': <module 'builtins' (built-in)>, '__doc__': None, '__spec__': None}
Length:      12

Usage:       test-fire-2func.py
             test-fire-2func.py datetime
             test-fire-2func.py cal-days
             test-fire-2func.py days2today
             test-fire-2func.py fire
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程序中有个两个函数，而我们运行 python test-fire-2func.py 20170401 的时候却没有指定使用哪个函数，所以会报错。

正确的写法应该是这样的：

$ python test-fire-2func.py days2today 20170401
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$ python test-fire-2func.py cal_days 20170422 20170401
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也就是说在后面跟上要使用的函数名。

对象（类）

Fire 既然能够 fire 任何 Python 对象，那么给 fire.Fire() 传一个类也是完全可以的。下面是一个例子：

文件 test-fire-class.py

python hljs  has-numbering" style="display: block; padding: 0px; background: transparent; color: inherit; box-sizing: border-box; font-family: "Source Code Pro", monospace; font-size: 12.6px; white-space: pre; border-radius: 0px; overflow-x: auto; word-wrap: normal;">import fire
import datetime


class DateStr(object):

    def cal_days(self, date_str1, date_str2):
        '''计算两个日期之间的天数'''
        date_str1 = str(date_str1)
        date_str2 = str(date_str2)
        d1 = datetime.datetime.strptime(date_str1, '%Y%m%d')
        d2 = datetime.datetime.strptime(date_str2, '%Y%m%d')
        delta = d1 - d2
        return delta.days

    def days2today(self, date_str):
        '''计算某天距离今天的天数'''
        date_str = str(date_str)
        d = datetime.datetime.strptime(date_str, '%Y%m%d')
        delta = datetime.datetime.now() - d
        return delta.days


if __name__ == '__main__':
    fire.Fire(DateStr)
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这里我定义了一个 DateStr 类，有两个类方法 cal_days 和 days2today ，那么我只需 fire.Fire(DateStr) 就可以调用这两个类方法。

$  python test-fire-class.py days2today 20170401
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$ python test-fire-class.py cal-days 20170422 20170401
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还有几点

fire 默认使用 - 作为参数分隔符，所以如果你要在命令行传入类似 2017-04-22 的参数时，那么程序接收到的参数就肯定不是 2017-04-22 了，你需要使用 --separator 来改变分隔符，参考 Changing the Separator
fire 会自动区分你在命令行传入的参数的类型，例如 20170422 会自动识别成 int，hello 会自动识别成 str，'(1,2)' 会自动识别成 tuple，'{"name": "Alan Lee"}' 会自动识别成 dict。但是你如果想要传入一个字符串类型的 20170422 怎么办？那就需要这样写：'"20170422"' 或者 "'20170422'" 或者 \"20170422\"，总之呢，就是加一个转义，因为命令行默认会吃掉你的引号。参考 Argument Parsing