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Python 命令行之旅:使用 argparse 实现 git 命令

作者:HelloGitHub-Prodesire

前言

在前面三篇介绍 argparse 的文章中,我们全面了解了 argparse 的能力,相信不少小伙伴们都已经摩拳擦掌,想要打造一个属于自己的命令行工具。

本文将以我们日常工作中最常见的 git 命令为例,讲解如何使用 argparse 库来实现一个真正可用的命令行程序。

本系列文章默认使用 Python 3 作为解释器进行讲解。
若你仍在使用 Python 2,请注意两者之间语法和库的使用差异哦~
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git 常用命令

大家不妨回忆一下,平时最常使用 git 子命令都有哪些?

当你写好一段代码或增删一些文件后,会用如下命令查看文件状态:

git status
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确认文件状态后,会用如下命令将的一个或多个文件(夹)添加到暂存区:

git add [pathspec [pathspec ...]]
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然后使用如下命令提交信息:

git commit -m "your commit message"
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最后使用如下命令将提交推送到远程仓库:

git push
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我们将使用 argparsegitpython 库来实现这 4 个子命令。

关于 gitpython

gitpython 是一个和 git 仓库交互的 Python 第三方库。 我们将借用它的能力来实现真正的 git 逻辑。

安装:

pip install gitpython
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思考

在实现前,我们不妨先思考下会用到 argparse 的哪些功能?整个程序的结构是怎样的?

argparse

  • 要实现子命令,那么之前介绍到的 嵌套解析器 必不可少
  • 当用户键入子命令时,子命令所对应的子解析器需要作出响应,那么需要用到子解析器的 set_defaults 功能
  • 针对 git add [pathspec [pathspec ...]],我们需要实现位置参数,而且数量是任意个
  • 针对 git commit --message msggit commit -m msg,我们需要实现选项参数,且即可长选项,又可短选项

程序结构

  • 命令行程序需要一个 cli 函数来作为统一的入口,它负责构建解析器,并解析命令行参数
  • 我们还需要四个 handle_xxx 函数响应对应的子命令

则基本结构如下:

import os
import argparse
from git.cmd import Git


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


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

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


def handle_commit(git, args):
    """
    处理 -m <msg> 命令
    """
    pass


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


if __name__ == '__main__':
    cli()
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下面我们将一步步地实现我们的 git 程序。

实现

假定我们在 argparse-git.py 文件中实现我们的 git 程序。

构建解析器

我们需要构建一个父解析器,作为程序的根解析器,程序名称指定为 git。然后在上面添加子解析器,为后续的子命令的解析做准备:

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')
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add_subparsers 中的 titlemetavar 参数主要用于命令行帮助信息,最终的效果如下:

usage: git [-h] command ...

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

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

我们需要在 cli 函数中添加一个用于解析 status 命令的子解析器 status_parser,并指定其对应的处理函数为 handle_status

def cli():
    ...
    # status
    status_parser = subparsers.add_parser(
        'status',
        help='Show the working tree status')
    status_parser.set_defaults(handle=handle_status)
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需要说明的是,在 status_parser.set_defaults 函数中,能接收任意名称的关键字参数,这个参数值会存放于父解析器解析命令行参数后的变量中。

比如,在本文示例程序中,我们为每个子解析器定义了 handle,那么 args = parser.parse_args() 中的 args 将具有 handle 属性,我们传入不同的子命令,那么这个 handle 就是不同的响应函数。

定义了 status 的子解析器后,我们再实现下 handle_status 即可实现 status 命令的响应:

def handle_status(git, args):
    """
    处理 status 命令
    """
    cmd = ['git', 'status']
    output = git.execute(cmd)
    print(output)
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不难看出,我们最后调用了真正的 git status 来实现,并打印了输出。

你可能会对 handle_status 的函数签名感到困惑,这里的 gitargs 是怎么传入的呢?这其实是由我们自己控制的,将在本文最后讲解。

add 子命令

同样,我们需要在 cli 函数中添加一个用于解析 add 命令的子解析器 add_parser,并指定其对应的处理函数为 handle_add

额外要做的是,要在子解析器 add_parser 上添加一个 pathspec 位置参数,且其数量是任意的:

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)
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然后,就是实现 handle_add 函数,我们需要用到表示文件路径的 args.pathspec

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

同样,我们需要在 cli 函数中添加一个用于解析 commit 命令的子解析器 commit_parser,并指定其对应的处理函数为 handle_commit

额外要做的是,要在子解析器 commit_parser 上添加一个 -m/--message 选项参数,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 <msg> as the commit message',
        metavar='msg',
        required=True)
    commit_parser.set_defaults(handle=handle_commit)
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然后,就是实现 handle_commit 函数,我们需要用到表示提交信息的 args.message

def handle_commit(git, args):
    """
    处理 -m <msg> 命令
    """
    cmd = ['git', 'commit', '-m', args.message]
    output = git.execute(cmd)
    print(output)
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push 子命令

同样,我们需要在 cli 函数中添加一个用于解析 push 命令的子解析器 push_parser,并指定其对应的处理函数为 handle_push

它同 status 子命令的实现方式一致:

def cli():
    ...
    # push
    push_parser = subparsers.add_parser(
      'push',
      help='Update remote refs along with associated objects')
    push_parser.set_defaults(handle=handle_push)
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然后,就是实现 handle_push 函数,和 handle_status 类似:

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

在定义完父子解析器,并添加参数后,我们就需要对参数做解析,这项工作也是实现在 cli 函数中:

def cli():
    ...
    git = Git(os.getcwd())
    args = parser.parse_args()
    if hasattr(args, 'handle'):
        args.handle(git, args)
    else:
        parser.print_help()
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  • 通过 git.cmd.Git 实例化出 git 对象,用来和 git 仓库交互
  • 通过 parser.parse_args() 解析命令行
  • 通过 hasattr(args, 'handle') 判断是否输入了子命令。
    • 由于每个子解析器都定义了 handle,那么如果当用户在命令行不输入任何命令时,args 就没有 handle 属性,那么我们就输出帮助信息
    • 如果用户输入了子命令,那么就调用 args.handle,传入 gitargs 对象,用以处理对应命令

至此,我们就实现了一个简单的 git 命令行,使用 python argparse-git.py -h 查看帮助如下:

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
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然后我们就可以愉快地使用亲手打造的 git 程序啦!

想看整个源码,请戳 argparse-git.py

小结

本文简单介绍了日常工作中常用的 git 命令,然后提出实现它的思路,最终一步步地使用 argparsegitpython 实现了 git 程序。是不是很有成就感呢?

关于 argparse 的讲解将告一段落,回顾下 argparse 的四步曲,加上今天的内容,感觉它还是挺清晰、简单的。 不过,这还只是打开了命令行大门的一扇门。

你是否想过,argparse 的四步曲虽然理解简单,但略微麻烦。有没有更简单的方式? 如果我很熟悉命令行帮助语法,我能不能写个帮助字符串就把所有的命令行元信息给定义出来?然后就直接轻松愉快地获取解析后的参数信息呢?

在下篇文章中,将为大家讲解另一个站在一个全新的思路,又无比强大的库 docopt

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