用argparse实现任意类型的命令行参数

用python做命令行程序很幸福，因为有一个argparse模块，这个模块专门支持开发命令行程序。命令行程序有各种参数，不同参数的类型还不一样，本文介绍如何使用argparse模块提供的接口，来实现命令行任意参数类型，以及对参数的检查。

默认情况下，argparse模块生成的命令行接口，接收的都是字符串（有空格就用双引号括起来）类型参数。add_argument函数有一个type参数，用来指定参数的类型。

下面这段代码，展示了默认是type=str类型的参数：

import argparse

parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('echo')
args = parser.parse_args()
print(args.echo)
print(type(args.echo))

运行效果如下：

E:\py>python arg.py 123
123
<class 'str'>
E:\py>python arg.py "123 456 789"
123 456 789
<class 'str'>

如果我们加上type参数，指定参数类型为int，代码如下：

import argparse

parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('echo', type=int)
args = parser.parse_args()
print(args.echo)
print(type(args.echo))

修改type=int后，运行效果如下：

E:\py>python arg.py 123
123
<class 'int'>
E:\py>python arg.py "123 456"
usage: arg.py [-h] echo
arg.py: error: argument echo: invalid int value: '123 456'
E:\py>python arg.py "123"
123
<class 'int'>

type还可以使用float类型，修改代码如下：

import argparse

parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('echo', type=float)
args = parser.parse_args()
print(args.echo)
print(type(args.echo))

修改为type=float之后，运行效果如下：

E:\py>python arg.py 123
123.0
<class 'float'>
E:\py>python arg.py "123 456"
usage: arg.py [-h] echo
arg.py: error: argument echo: invalid float value: '123 456'
E:\py>python arg.py "123.456"
123.456
<class 'float'>

type还可以设置为任意类型！

type指向的实际上是一个参数转换函数，代码首先从命令行获取参数字符串，以上示例中，默认用str()转换，当type=int时，就用int()转化，当type=float时，就是用float()函数来转换。因此，我们可以自己定义一个转换函数，来实现任意参数类型！

下面的示例，在命令行输入一个0x开始的十六进制字节数，转换函数实现0x开始的十六进制字节到int的转换：

import argparse


def take1byte(string):
    """change one-hex-byte to a real byte number"""
    check_list = ['0','1','2','3','4','5','6','7','8','9',
                  'A','B','C','D','E','F']
    if (len(string) != 4 or
        string[0:2] != '0x' or
        string[2] not in check_list or
        string [3] not in check_list): 
        msg = 'Not a valid one-hex-byte with 0x prefix, in upper case.'
        raise argparse.ArgumentTypeError(msg)
    return int(string[2:],16) 


parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('--hex', required=True, type=take1byte)
args = parser.parse_args()
print('your input number is :', str(args.hex))

这段测试代码，显示了--hex参数只能接收0x开始的大写的十六进制字节，运行效果如下：

E:\py>python arg.py --hex=0x10
your input number is : 16
E:\py>python arg.py --hex=0xAA
your input number is : 170
E:\py>python arg.py --hex=0xFF
your input number is : 255
E:\py>python arg.py --hex=FF
usage: arg.py [-h] --hex HEX
arg.py: error: argument --hex: Not a valid one-hex-byte with 0x prefix, in upper
 case.

type=take1byte，转换函数take1byte函数的入参是一个字符串，如果在解析参数的时候出现错误，通过抛出argparse.ArgumentTypeError异常来实现命令行界面的提示信息，最后return返回真正的参数值。

再来一个示例，这个参数通过1+2+3...这样的方式获取参数，数字范围从1到12，可以重复+某个数字，转换函数将其转换成一个集合set类型：

import argparse


def takeslotset(string):
    """get slot set"""
    slot_set_str = set(string.split('+'))
    slot_set = set()
    for item in slot_set_str:
        if item not in ['1','2','3','4','5','6','7','8','9','10','11','12']:
            raise argparse.ArgumentTypeError(f'slot number error:{item}')
        slot_set.add(int(item))
    return slot_set


parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('--slot', required=True, type=takeslotset)
args = parser.parse_args()
print('slot set:', args.slot)

再重复一下转换函数的几个关键点：（1）字符串入参；（2）检查参数如果错误，抛出argparse.ArgumentTypeError异常；（3）return真正的参数值。

以上代码运行效果如下：

E:\py>python arg.py --slot=1+2+3
slot set: {1, 2, 3}

E:\py>python arg.py --slot=1+2+3+12
slot set: {1, 2, 3, 12}

E:\py>python arg.py --slot=1+2+3+12+24
usage: arg.py [-h] --slot SLOT
arg.py: error: argument --slot: slot number error:24

E:\py>python arg.py --slot=1+2+3+3+3+3
slot set: {1, 2, 3}

通过type这个参数后面接任意转换函数，我们就实现了python命令行程序任意参数类型！

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