用于构建优秀命令行的4个Python库

作者：oschina

在本文中，我将介绍如何在几个库的帮助下，在 Python 中实现这些功能。读完后，读者会了解到如何使用 Prompt Toolkit, Click（命令行界面创建工具包）、Pygments 和 Fuzzy Finder 来实现一个易于使用的 REPL。

我计划在不到 20 行的 Python 代码中实现这一点。让我们开始吧。

Python Prompt 工具

我认为这个库作为命令行应用的瑞士军刀——它扮演了readline, curses 和其他更多库的角色。让我们从安装这个库开始吧：

pip install prompt_toolkit

我们将从一个简单的 REPL 开始。典型的 REPL 能接收用户的输入，进行一个操作之后再打印结果。我们这里创建一个“echo”的 REPL 。用户输入什么它就打印什么：

REPL

from prompt_toolkit import prompt
 while 1:
 user_input = prompt('>')
 print(user_input)

以上便实现了一个 REPL。它可以读取用户的输入并输出用户输入的内容。在这个代码片段中的 prompt 函数来自于 prompt_toolkit 库；它被用来替换 readline 库。

历史

为了增强我们的 REPL，我们可以添加命令历史：

from prompt_toolkit import promptfrom prompt_toolkit.history import FileHistory
 while 1:
 user_input = prompt('>', 
 history=FileHistory('history.txt'),
 )
 print(user_input)

我们刚刚向REPL添加了持久的历史记录。现在我们可以使用向上/向下箭头浏览历史记录，并使用Ctrl + R搜索历史。这符合命令行的基本礼仪。

自动联想

我在第一部分中介绍的可发现性技巧之一是自动联想历史命令。（我们看到这个功能在fish shell中开创了。）让我们把这个功能添加到我们的REPL中：

from prompt_toolkit import promptfrom prompt_toolkit.history import FileHistoryfrom prompt_toolkit.auto_suggest import AutoSuggestFromHistory
 while 1:
 user_input = prompt('>', 
 history=FileHistory('history.txt'),
 auto_suggest=AutoSuggestFromHistory(),
 )
 print(user_input)

我们需要做的只是在 prompt() API调用中添加一个新的参数。现在我们有了一个具有fish风格历史自动联想的 REPL。

自动补全

现在，让我们通过自动补全功能来实现 Tab 补全，它会在用户输入过程中弹出参考项。

可是 REPL 怎么知道给出哪些参考项呢？我们提供了一个可选条目的字典，用来给出提示。

以 SQL 的自动补全为例，来看看怎么在 REPL 中实现吧。我们可以将 SQL 关键字存储到自动补全字典。具体如下：

from prompt_toolkit import prompt
from prompt_toolkit.history import FileHistory
from prompt_toolkit.auto_suggest import AutoSuggestFromHistory
from prompt_toolkit.contrib.completers import WordCompleter
SQLCompleter = WordCompleter(['select', 'from', 'insert', 'update', 'delete', 'drop'],
 ignore_case=True) while 1:
 user_input = prompt('SQL>', 
 history=FileHistory('history.txt'),
 auto_suggest=AutoSuggestFromHistory(),
 completer=SQLCompleter,
 )
 print(user_input)

和上一节类似，我们简单的使用了 prompt-toolkit 中叫 WordCompleter 的普通补全程序。它会从自动补全字典中匹配用户的输入，并且给出一个可选条目列表。

现在我们的 REPL 实现了自动补全、fish 风格历史自动联想，以及 up/down 键回顾输入历史。所有这些功能的实现只用了不到 10 行代码。

Click

Click是一个命令行创建工具包，可以方便地解析程序的命令行选项和参数。本节不介绍如何使用Click作为参数解析器; 相反，我将谈一些Click附带的一些实用程序。

click 安装很简单:

pip install click

Pager

Pager 是能将长输出一次显示在一个页面上的 Pagers Unix 实用程序。它可以通过调节显示较少，更多，最多等。通过 pager 显示命令的输出不仅仅设计友好，而且相得益彰。

我们进一步来看前面的示例，可以用 click.echo_via_pager() 来取代默认的 print() 语句。它会通过 pager 将输出发送到 stdout。这与平台无关，所以可以在 Unix 或 Windows 中工作。而且 click.echo_via_pager() 还会通过使用合适的默认值以在必要时显示彩色代码：

from prompt_toolkit import promptfrom prompt_toolkit.history import FileHistoryfrom prompt_toolkit.auto_suggest import AutoSuggestFromHistoryfrom prompt_toolkit.contrib.completers import WordCompleterimport click
SQLCompleter = WordCompleter(['select', 'from', 'insert', 'update', 'delete', 'drop'],
 ignore_case=True) while 1:
 user_input = prompt(u'SQL>',
 history=FileHistory('history.txt'),
 auto_suggest=AutoSuggestFromHistory(),
 completer=SQLCompleter,
 )
 click.echo_via_pager(user_input)

Editor

我上一篇文章中提到的一个细节是，当命令变得太过复杂时，就需要使用编辑器了。而 click 有一个简单的 API 可以用来启动一个编辑器，并将在编辑器中输入的文本返回到应用程序中：

import click
message = click.edit()

Fuzzy Finder

Fuzzy Finder 是一种让用户用更少的按键减少代码提示的方式。然后，有一个类库实现了 Fuzzy Finder。让我们来安装它:

pip install fuzzyfinder

Fuzzy Finder 的 API 非常简单。您只要传递部分字符串和可能的选择列表，Fuzzy Finder 就会根据相关性顺序排列通过模糊算法返回与之匹配的新列表。例如:

>>> from fuzzyfinder import fuzzyfinder
 >>> suggestions = fuzzyfinder('abc', ['abcd', 'defabca', 'aagbec', 'xyz', 'qux']) >>> list(suggestions)['abcd', 'defabca', 'aagbec']

现在我们有了 FuzzyFinder，我们将其添加到我们的 SQL REPL 中。我们这样做是为了定义一个自定义完成器，而不是 prompt-toolkit 附带的 WordCompleter。例如：

from prompt_toolkit import promptfrom prompt_toolkit.history import FileHistoryfrom prompt_toolkit.auto_suggest import AutoSuggestFromHistoryfrom prompt_toolkit.completion import Completer, Completionimport clickfrom fuzzyfinder import fuzzyfinder
SQLKeywords = ['select', 'from', 'insert', 'update', 'delete', 'drop'] class SQLCompleter(Completer): def get_completions(self, document, complete_event):
 word_before_cursor = document.get_word_before_cursor(WORD=True)
 matches = fuzzyfinder(word_before_cursor, SQLKeywords)
 for m in matches: yield Completion(m, start_position=-len(word_before_cursor)) while 1:
 user_input = prompt(u'SQL>',
 history=FileHistory('history.txt'),
 auto_suggest=AutoSuggestFromHistory(),
 completer=SQLCompleter(),
 )
 click.echo_via_pager(user_input)

Pygments

现在让我们为用户输入添加语法高亮，当我们在使用 SQL REPL 的时候，拥有彩色的 SQL 输入将会非常棒。

Pygments 是一个语法高亮库，它内置支持 300 多种语言。添加语法高亮后可以让程序更加多彩，而且还能帮助用户在执行 SQL 之前找到错误，例如输入错误、不匹配的引号或者括号。

先安装 Pygments：

pip install pygments

然后使用 Pygments 为我们的 SQL REPL 来添加颜色：

from prompt_toolkit import promptfrom prompt_toolkit.history import FileHistoryfrom prompt_toolkit.auto_suggest import AutoSuggestFromHistoryfrom prompt_toolkit.completion import Completer, Completionimport clickfrom fuzzyfinder import fuzzyfinderfrom pygments.lexers.sql import SqlLexer
SQLKeywords = ['select', 'from', 'insert', 'update', 'delete', 'drop'] class SQLCompleter(Completer): def get_completions(self, document, complete_event):
 word_before_cursor = document.get_word_before_cursor(WORD=True)
 matches = fuzzyfinder(word_before_cursor, SQLKeywords)
 for m in matches: yield Completion(m, start_position=-len(word_before_cursor)) while 1:
 user_input = prompt(u'SQL>',
 history=FileHistory('history.txt'),
 auto_suggest=AutoSuggestFromHistory(),
 completer=SQLCompleter(),
 lexer=SqlLexer,
 )
 click.echo_via_pager(user_input)

Pygments 库能在 Prompt 工具上很好地工作。我们把 Pygments 提供的的 SqlLexer 传入到 prompt API。现在所有用户输入都会被当做 SQL 语句，并能为其添加合适的颜色。

结语

通过创建一个功能强大的 REPL，它包括诸如历史记录、键盘绑定等全部通用 shell 功能和用户友好的功能，如自动完成、模糊查找、pager 支持、编辑器支持和语法高亮。我们用不到 20 个 Python 语句实现了所有这些。

很容易不是吗？你也应该试着写一个 stellar 的命令行应用程序。这些资源可能有所帮助：