【4】进程管理-7-Python命令行神器--Click
Click(https://github.com/pallets/click) 是用 Python 写的一个第三方模块，用于快速创建命令行。我们知道，Python 内置了一个 Argparse(https://docs.python.org/2/howto/argparse.html) 的标准库用于创建命令行，但使用起来有些繁琐，Click 相比于 Argparse，就好比 requests 相比于 urllib。
官网说明：http://click.pocoo.org/6/
一、用法
Click 的使用大致有两个步骤：
- 使用 @click.command()装饰一个函数，使之成为命令行接口；
- 使用 @click.option()等装饰函数，为其添加命令行选项等。
1.1 基本例子
它的一种典型使用形式如下：
import click
@click.command()
@click.option('--param', default=default_value, help='description')
def func(param):
pass
下面，让我们看一下官方文档( http://click.pocoo.org/6/ )的入门例子：
import click
@click.command()
@click.option('--count', default=1, help='Number of greetings.')
@click.option('--name', prompt='Your name', help='The person to greet.')
def hello(count, name):
"""Simple program that greets NAME for a total of COUNT times."""
for x in range(count):
click.echo('Hello %s!' % name)
if __name__ == '__main__':
hello()
在上面的例子中，函数 hello 有两个参数：count 和 name，它们的值从命令行中获取。
- @click.command() 使函数 hello 成为命令行接口；
- @click.option 的第一个参数指定了命令行选项的名称，可以看到，count 的默认值是 1；
使用 click.echo 进行输出是为了获得更好的兼容性，因为 print在 Python2 和 Python3 的用法有些差别。
看看执行情况：
$ python hello.py
Your name: Ethan # 这里会显示 'Your name: '(对应代码中的 prompt)，接受用户输入
Hello Ethan!
$ python hello.py --help # click 帮我们自动生成了 `--help` 用法
Usage: hello.py [OPTIONS]
Simple program that greets NAME for a total of COUNT times.
Options:
--count INTEGER Number of greetings.
--name TEXT The person to greet.
--help Show this message and exit.
$ python hello.py --count 3 --name Ethan # 指定 count 和 name 的值
Hello Ethan!
Hello Ethan!
Hello Ethan!
$ python hello.py --count=3 --name=Ethan # 也可以使用 `=`，和上面等价
Hello Ethan!
Hello Ethan!
Hello Ethan!
$ python hello.py --name=Ethan # 没有指定 count，默认值是 1
Hello Ethan!
option 最基本的用法就是通过指定命令行选项的名称，从命令行读取参数值，再将其传递给函数。在上面的例子，我们看到，除了设置命令行选项的名称，我们还会指定默认值，help 说明等，option 常用的设置参数如下：
default: 设置命令行参数的默认值
help: 参数说明
type: 参数类型，可以是 string, int, float 等
prompt: 当在命令行中没有输入相应的参数时，会根据 prompt 提示用户输入
nargs: 指定命令行参数接收的值的个数
下面，我们再看看相关的例子。
1.2 使用 type 来指定参数类型：
import click
@click.command()
@click.option('--rate', type=float, help='rate') # 指定 rate 是 float 类型
def show(rate):
click.echo('rate: %s' % rate)
if __name__ == '__main__':
show()
执行情况：
$ python click_type.py --rate 1
rate: 1.0
$ python click_type.py --rate 0.66
rate: 0.66
默认的为整数，如果不指定数据类型为float，则会报错 “is not a valid integer value python”
1.3 可选值
在某些情况下，一个参数的值只能是某些可选的值，如果用户输入了其他值，我们应该提示用户输入正确的值。在这种情况下，我们可以通过 click.Choice() 来限定：
import click
@click.command()
@click.option('--gender', type=click.Choice(['man', 'woman'])) # 限定值
def choose(gender):
click.echo('gender: %s' % gender)
if __name__ == '__main__':
choose()
执行情况：
$ python click_choice.py --gender boy
Usage: click_choice.py [OPTIONS]
Error: Invalid value for "--gender": invalid choice: boy. (choose from man, woman)
$ python click_choice.py --gender man
gender: man
1.4 多值参数
有时，一个参数需要接收多个值。option 支持设置固定长度的参数值，通过 nargs指定。
import click
@click.command()
@click.option('--center', nargs=2, type=float, help='center of the circle')
@click.option('--radius', type=float, help='radius of the circle')
def circle(center, radius):
click.echo('center: %s, radius: %s' % (center, radius))
if __name__ == '__main__':
circle()
在上面的例子中，option 指定了两个参数：center 和 radius，其中，center 表示二维平面上一个圆的圆心坐标，接收两个值，以元组的形式将值传递给函数，而 radius 表示圆的半径。
执行情况：
$ python click_multi_values.py --center 3 4 --radius 10
center: (3.0, 4.0), radius: 10.0
$ python click_multi_values.py --center 3 4 5 --radius 10
Usage: click_multi_values.py [OPTIONS]
Error: Got unexpected extra argument (5)
1.5 补丁参数
argument 还有另外一种常见的用法，就是接收不定量的参数，让我们看看例子：
import click
@click.command()
@click.argument('src', nargs=-1)
@click.argument('dst', nargs=1)
def move(src, dst):
click.echo('move %s to %s' % (src, dst))
if __name__ == '__main__':
move()
其中，nargs=-1 表明参数 src 接收不定量的参数值，参数值会以 tuple 的形式传入函数。如果 nargs 大于等于 1，表示接收nargs个参数值，上面的例子中，dst 接收一个参数值。 让我们看看执行情况：
$ python click_argument.py file1 trash # src=('file1',) dst='trash'
move (u'file1',) to trash
$ python click_argument.py file1 file2 file3 trash # src=('file1', 'file2', 'file3') dst='trash'
move (u'file1', u'file2', u'file3') to trash
1.6 输入密码
有时，在输入密码的时候，我们希望能隐藏显示。option 提供了两个参数来设置密码的输入：hide_input 和 confirmation_promt，其中，hide_input 用于隐藏输入，confirmation_promt 用于重复输入。
看看例子：
import click
@click.command()
@click.option('--password', prompt=True, hide_input=True, confirmation_prompt=True)
def input_password(password):
click.echo('password: %s' % password)
if __name__ == '__main__':
input_password()
执行情况：
$ python click_password.py
Password: # 不会显示密码
Repeat for confirmation: # 重复一遍
password: 666666
由于上面的写法有点繁琐，click 也提供了一种快捷的方式，通过使用@click.password_option()，上面的代码可以简写成：
import click
@click.command()
@click.password_option()
def input_password(password):
click.echo('password: %s' % password)
if __name__ == '__main__':
input_password()
1.7 改变命令行程序的执行
有些参数会改变命令行程序的执行，比如在终端输入 python 是进入 python 控制台，而输入 python –version 是打印 python 版本。Click 提供 eager 标识对参数名进行标识，如果输入该参数，则会拦截既定的命令行执行流程，跳转去执行一个回调函数。 让我们看看例子：
import click
def print_version(ctx, param, value):
if not value or ctx.resilient_parsing:
return
click.echo('Version 1.0')
ctx.exit()
@click.command()
@click.option('--version', is_flag=True, callback=print_version,
expose_value=False, is_eager=True)
@click.option('--name', default='Ethan', help='name')
def hello(name):
click.echo('Hello %s!' % name)
if __name__ == '__main__':
hello()
其中
- is_eager=True 表明该命令行选项优先级高于其他选项；
- expose_value=False 表示如果没有输入该命令行选项，会执行既定的命令行流程；
- callback 指定了输入该命令行选项时，要跳转执行的函数；
执行情况：
$ python click_eager.py
Hello Ethan!
$ python click_eager.py --version # 拦截既定的命令行执行流程
Version 1.0
$ python click_eager.py --name Michael
Hello Michael!
$ python click_eager.py --version --name Ethan # 忽略 name 选项
Version 1.0
我们除了使用 @click.option 来添加可选参数，还会经常使用@click.argument 来添加固定参数。它的使用和 option 类似，但支持的功能比 option 少。
1.8 彩色输出
在前面的例子中，我们使用 click.echo 进行输出，如果配合 colorama 这个模块，我们可以使用 click.secho 进行彩色输出，在使用之前，使用 pip 安装 colorama：
pip install colorama
看看例子：
import click
@click.command()
@click.option('--name', help='The person to greet.')
def hello(name):
click.secho('Hello %s!' % name, fg='red', underline=True)
click.secho('Hello %s!' % name, fg='yellow', bg='black')
if __name__ == '__main__':
hello()
fg 表示前景颜色（即字体颜色），可选值有：BLACK, RED, GREEN, YELLOW, BLUE, MAGENTA, CYAN, WHITE 等；
bg表示背景颜色，可选值有：BLACK, RED, GREEN, YELLOW, BLUE, MAGENTA, CYAN, WHITE 等； underline 表示下划线，可选的样式还有：dim=True，bold=True等；
1.9 分级命令
@click.group()
def cli1():
pass
@cli1.command()
@click.option('--project', help='project name')
@click.option('--input_dir', help='fastq location dir')
@click.option('--global_config', help='Global YAML configuration file specifying '
'details about the system (optional, defaults to installed bcbio_system.yaml)')
def run(project,input_dir,global_config):
"""run pipeline"""
pass
@click.group()
def cli2():
pass
@cli2.command()
def upgrade():
"""upgrade programs"""
pass
@click.group()
def cli3():
pass
@cli3.command()
def install():
"""install programs"""
pass
main = cli = click.CommandCollection(sources=[cli1, cli2, cli3])
if __name__ == "__main__":
main()
1.10 参数名支持多个名字
@click.option('--seq1','-seq1', help=u'序列1')
@click.option('--seq2','-seq2', help=u'序列2')
def compare(seq1, seq2):
"""run pipeline"""
get_mut(seq1, seq2)
示例：
python /home/sam/project/BPKit/bpkit/tools/get_mutation.py compare --seq1 PAPELL --seq2 PELLGG
python /home/sam/project/BPKit/bpkit/tools/get_mutation.py compare -seq1 PAPELLGGPSVFLF -seq2 PELLGGPSVFLFPPKPKDTLMIS
二、讨论与报错
2.1 报错
UnicodeDecodeError: 'utf8' codec can't decode byte 0x9c
原因：help中有中文
解决办法：
str = unicode(str, errors='replace')
或
str = unicode(str, errors='ignore')
或
import codecs
with codecs.open(file_name, "r",encoding='utf-8', errors='ignore') as fdata:
如果是Python3，则可以直接这么处理
@click.option('--pdbfile', help=u'输入中文')
@click.option('--resultdir', help=u'输出文件夹')
参考资料
