Python 命令行之旅：深入 click 之子命令篇

作者：HelloGitHub-Prodesire

HelloGitHub 的《讲解开源项目》系列，项目地址：https://github.com/HelloGitHub-Team/Article

一、前言

在上两篇文章中，我们介绍了

click

中的”参数“和“选项”，本文将继续深入了解

click

，着重讲解它的“命令”和”组“。

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~

二、命令和组

Click

中非常重要的特性就是任意嵌套命令行工具的概念，通过 Command 和 Group （实际上是 MultiCommand）来实现。

所谓命令组就是若干个命令（或叫子命令）的集合，也成为多命令。

2.1 回调调用

对于一个普通的命令来说，回调发生在命令被执行的时候。如果这个程序的实现中只有命令，那么回调总是会被触发，就像我们在上一篇文章中举出的所有示例一样。不过像

--help

这类选项则会阻止进入回调。

对于组和多个子命令来说，情况略有不同。回调通常发生在子命令被执行的时候：

@click.group()
@click.option('--debug/--no-debug', default=False)
def cli(debug):
click.echo('Debug mode is %s' % ('on' if debug else 'off'))

@cli.command()  # @cli, not @click!
def sync():
click.echo('Syncing')

执行效果如下：

Usage: tool.py [OPTIONS] COMMAND [ARGS]...

Options:
--debug / --no-debug
--help                Show this message and exit.

Commands:
sync

$ tool.py --debug sync
Debug mode is on
Syncing

在上面的示例中，我们将函数

cli

定义为一个组，把函数

sync

定义为这个组内的子命令。当我们调用

tool.py --debug sync

命令时，会依次触发

cli

和

sync

的处理逻辑（也就是命令的回调）。

2.2 嵌套处理和上下文

从上面的例子可以看到，命令组

cli

接收的参数和子命令

sync

彼此独立。但是有时我们希望在子命令中能获取到命令组的参数，这就可以用 Context 来实现。

每当命令被调用时，

click

会创建新的上下文，并链接到父上下文。通常，我们是看不到上下文信息的。但我们可以通过 pass_context 装饰器来显式让

click

传递上下文，此变量会作为第一个参数进行传递。

@click.group()
@click.option('--debug/--no-debug', default=False)
@click.pass_context
def cli(ctx, debug):
# 确保 ctx.obj 存在并且是个 dict。 (以防 `cli()` 指定 obj 为其他类型
ctx.ensure_object(dict)

ctx.obj['DEBUG'] = debug

@cli.command()
@click.pass_context
def sync(ctx):
click.echo('Debug is %s' % (ctx.obj['DEBUG'] and 'on' or 'off'))

if __name__ == '__main__':
cli(obj={})

在上面的示例中：

• 通过为命令组

  cli

  和子命令

  sync

  指定装饰器

  click.pass_context

  ，两个函数的第一个参数都是

  ctx

  上下文
• 在命令组

  cli

  中，给上下文的

  obj

  变量（字典）赋值
• 在子命令

  sync

  中通过

  ctx.obj['DEBUG']

  获得上一步的参数
• 通过这种方式完成了从命令组到子命令的参数传递

2.3 不使用命令来调用命令组

默认情况下，调用子命令的时候才会调用命令组。而有时你可能想直接调用命令组，通过指定

click.group

的

invoke_without_command=True

来实现：

@click.group(invoke_without_command=True)
@click.pass_context
def cli(ctx):
if ctx.invoked_subcommand is None:
click.echo('I was invoked without subcommand')
else:
click.echo('I am about to invoke %s' % ctx.invoked_subcommand)

@cli.command()
def sync():
click.echo('The subcommand')

调用命令有：

$ tool
I was invoked without subcommand
$ tool sync
I am about to invoke sync
The subcommand

在上面的示例中，通过

ctx.invoked_subcommand

来判断是否由子命令触发，针对两种情况打印日志。

2.4 自定义命令组/多命令

除了使用 click.group 来定义命令组外，你还可以自定义命令组（也就是多命令），这样你就可以延迟加载子命令，这会很有用。

自定义多命令需要实现

list_commands

和

get_command

方法：

import click
import os

plugin_folder = os.path.join(os.path.dirname(__file__), 'commands')

class MyCLI(click.MultiCommand):

def list_commands(self, ctx):
rv = []  # 命令名称列表
for filename in os.listdir(plugin_folder):
if filename.endswith('.py'):
rv.append(filename[:-3])
rv.sort()
return rv

def get_command(self, ctx, name):
ns = {}
fn = os.path.join(plugin_folder, name + '.py')  # 命令对应的 Python 文件
with open(fn) as f:
code = compile(f.read(), fn, 'exec')
eval(code, ns, ns)
return ns['cli']

cli = MyCLI(help='This tool\'s subcommands are loaded from a '
'plugin folder dynamically.')

# 等价方式是通过 click.command 装饰器，指定 cls=MyCLI
# @click.command(cls=MyCLI)
# def cli():
#     pass

if __name__ == '__main__':
cli()

2.5 合并命令组/多命令

当有多个命令组，每个命令组中有一些命令，你想把所有的命令合并在一个集合中时，

click.CommandCollection

就派上了用场：

@click.group()
def cli1():
pass

@cli1.command()
def cmd1():
"""Command on cli1"""

@click.group()
def cli2():
pass

@cli2.command()
def cmd2():
"""Command on cli2"""

cli = click.CommandCollection(sources=[cli1, cli2])

if __name__ == '__main__':
cli()

调用命令有：

$ cli --help
Usage: cli [OPTIONS] COMMAND [ARGS]...

Options:
--help  Show this message and exit.

Commands:
cmd1  Command on cli1
cmd2  Command on cli2

从上面的示例可以看出，

cmd1

和

cmd2

分别属于

cli1

和

cli2

，通过

click.CommandCollection

可以将这些子命令合并在一起，将其能力提供个同一个命令程序。

Tips：如果多个命令组中定义了同样的子命令，那么取第一个命令组中的子命令。

2.6 链式命令组/多命令

有时单级子命令可能满足不了你的需求，你甚至希望能有多级子命令。典型地，

setuptools

包中就支持多级/链式子命令：

setup.py sdist bdist_wheel upload

。在 click 3.0 之后，实现链式命令组变得非常简单，只需在

click.group

中指定

chain=True

：

@click.group(chain=True)
def cli():
pass

@cli.command('sdist')
def sdist():
click.echo('sdist called')

@cli.command('bdist_wheel')
def bdist_wheel():
click.echo('bdist_wheel called')

调用命令则有：

$ setup.py sdist bdist_wheel
sdist called
bdist_wheel called

2.7 命令组/多命令管道

链式命令组中一个常见的场景就是实现管道，这样在上一个命令处理好后，可将结果传给下一个命令处理。

实现命令组管道的要点是让每个命令返回一个处理函数，然后编写一个总的管道调度函数（并由

MultiCommand.resultcallback()

装饰）：

@click.group(chain=True, invoke_without_command=True)
@click.option('-i', '--input', type=click.File('r'))
def cli(input):
pass

@cli.resultcallback()
def process_pipeline(processors, input):
iterator = (x.rstrip('\r\n') for x in input)
for processor in processors:
iterator = processor(iterator)
for item in iterator:
click.echo(item)

@cli.command('uppercase')
def make_uppercase():
def processor(iterator):
for line in iterator:
yield line.upper()
return processor

@cli.command('lowercase')
def make_lowercase():
def processor(iterator):
for line in iterator:
yield line.lower()
return processor

@cli.command('strip')
def make_strip():
def processor(iterator):
for line in iterator:
yield line.strip()
return processor

在上面的示例中：

• 将

  cli

  定义为了链式命令组，并且指定 invoke_without_command=True，也就意味着可以不传子命令来触发命令组
• 定义了三个命令处理函数，分别对应

  uppercase

  、

  lowercase

  和

  strip

  命令
• 在管道调度函数

  process_pipeline

  中，将输入

  input

  变成生成器，然后调用处理函数（实际输入几个命令，就有几个处理函数）进行处理

2.8 覆盖默认值

默认情况下，参数的默认值是从通过装饰器参数

default

定义。我们还可以通过

Context.default_map

上下文字典来覆盖默认值：

@click.group()
def cli():
pass

@cli.command()
@click.option('--port', default=8000)
def runserver(port):
click.echo('Serving on http://127.0.0.1:%d/' % port)

if __name__ == '__main__':
cli(default_map={
'runserver': {
'port': 5000
}
})

在上面的示例中，通过在

cli

中指定

default_map

变可覆盖命令（一级键）的选项（二级键）默认值（二级键的值）。

我们还可以在

click.group

中指定

context_settings

来达到同样的目的：

CONTEXT_SETTINGS = dict(
default_map={'runserver': {'port': 5000}}
)

@click.group(context_settings=CONTEXT_SETTINGS)
def cli():
pass

@cli.command()
@click.option('--port', default=8000)
def runserver(port):
click.echo('Serving on http://127.0.0.1:%d/' % port)

if __name__ == '__main__':
cli()

调用命令则有：

$ cli runserver
Serving on http://127.0.0.1:5000/

三、总结

本文首先介绍了命令的回调调用、上下文，再进一步介绍命令组的自定义、合并、链接、管道等功能，了解到了

click

的强大。而命令组中更加高阶的能力（如命令返回值）则可看官方文档进一步了解。

我们通过介绍

click

的参数、选项和命令已经能够完全实现命令行程序的所有功能。而

click

还为我们提供了许多锦上添花的功能，比如实用工具、参数自动补全等，我们将在下节详细介绍。

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