使用命令行界面运行Python脚本
标签：Python,argparse
本文将讲解如何使用带有argparse库的命令行界面运行Python脚本。命令行界面（CLI）允许我们通过在Shell（如果使用的是Windows，则为命令提示符）中键入命令来执行程序。我们可以在命令行上键入不同的参数并将这些参数传递到脚本中，而不是每次运行脚本时都更改.py文件中的代码。因此，使用CLI是非常灵活和方便的，而且，从黑屏启动程序会让你更酷，更像一个真正的程序员。
之前，我们在《使用Python拆分和合并PDF文件》中实现了PDF的拆分与合并，这里将在此基础上，添加一个命令行界面。我们还将稍微调整代码，定义三个变量，而不是硬编码程序中的所有值：PDF源文件、要提取的页面，以及最终生成的PDF，此设置将允许我们在任何PDF文件上使用该程序。
步骤1：下载并导入所需的库
PDF拆分与合并工具需要PyPDF4库，如果尚未安装，则安装它。
pip install PyPDF4
要使用的其他一些Python库是标准库，不需要进一步安装。
import argparse
from PyPDF4 import PdfFileReader,PdfFileWriter
import os, sys
步骤2：程序结构
要使用命令行界面运行Python脚本，Python程序中需要两个函数：main()和split_merge_pdf()。
main()函数负责从我们这里获取输入；split_merge_pdf()负责拆分和合并PDF文件，这是我们之前已开发的代码。其结构如下图所示。
图1：CLI拆分与合并PDF工具程序结构
步骤3：PDF拆分与合并函数
让我们首先将之前的代码转换为一个函数，该函数包含三个参数：输入文件、输出文件和页面。该函数将读取输入文件，提取所需页面，然后将这些页面保存到新的PDF文件中。注意，这里是如何使用类型暗示的，input_file（输入文件）和output_file（输出文件）都是string（字符串），pages（页面）是list（列表）。
def split_merge_pdf(input_file:str =None, output_file:str = None, pages:list = None):
pdf = PdfFileReader(input_file)
pdf_writer = PdfFileWriter()
pages = [i-1 for i in pages]
for p in pages:
pdf_writer.addPage(pdf.getPage(p))
with open(output_file, 'wb') as f:
pdf_writer.write(f)
很简单！下面进入有趣的部分，我们希望在运行程序时从命令行传递这三个变量。
步骤4：从命令行解析参数
从命令行解析参数的最简单方法是使用sys.argv，它是传递给Python脚本的命令行参数列表。让我们看看如何通过在命令行中运行以下简单脚本来使用sys.argv。
import sys
print(type(sys.argv))
print(len(sys.argv))
for i in sys.argv:
print(i)
将上述代码保存到.py文件中。打开命令提示符（单击Windows中的搜索栏，然后键入“CMD”，回车），转到保存.py文件的文件夹。这里将文件保存为“sys_argv.py”，但你可以将其命名为任何名称，该文件保持在D盘根目录下。
导航到文件所在的目录，在命令提示符中键入以下命令：
sys_argv.py hello world 1,2,3
这将执行sys_argv.py，并将在“sys_argv.py”之后键入的任何内容作为参数传递到程序中。在我们的小程序中，打印：sys.argv的数据类型、长度以及其中的元素，结果如下图2所示。
图2
好了，现在我们已经了解了将命令行输入传递到Python脚本中的基础知识。注意，在CLI中只使用sys.argv是完全可以的。
步骤5：介绍argparse库
argparse是一个标准的Python库，因此不需要专门安装它。我们可以定义程序需要的参数，argparse将找出如何从sys.argv解析这些参数。该库还自动生成帮助和用法消息。
首先，我们实例化ArgumentParser()对象。
然后，我们使用.add_argument()向解析器添加参数。在下面的示例中：
- “--input”是参数的名称。
- type=file_path是命令行参数应转换为的类型。我们可以自定义并将参数转换为任何内容。注意，原始解析参数将始终是string（字符串）。
- help是对参数作用的简短描述。
记住，split_merge_pdf()函数有三个参数，可以将它们全部添加到解析器对象中。
最后，我们将所有解析的参数赋值到一个名为args的变量中，可以通过调用args.input、args.output和args.pages来访问每个参数。
def main():
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('--input', type=file_path,default=None,
help='什么是输入PDF文件的路径?')
parser.add_argument('--output', type=file_path,default=None,
help='什么是输出PDF文件的路径?')
parser.add_argument('--pages', type=pages, default=None,
help='你想要提取哪些页?')
args = parser.parse_args()
现在，我们来讨论type=file_path和type=pages。我们知道解析后的参数将始终是字符串。
对于（Windows）计算机上的文件路径，由于有反斜杠/，Python不喜欢未处理的文件路径；对于页面，整数列表[1,2,3]比字符串“1,2,3”更有意义，所以我们必须处理这些参数的格式。
基本上，对于file_path，我们将其转换为原始字符串，以便Python能够理解它。对于pages，我们将”1,2,3”字符串转换为整数列表。
def file_path(path):
return rf'{path}'
def pages(pages):
return [int(i) for i in pages.split(',')]
放在一起
现在，已经有了我们需要的所有部件，是时候把它们组装起来了。下面是完整的代码，将其保存为“pdf_cli_eg.py”，可以随意将代码另存为任何名称，只需在命令行上执行程序时键入正确的名称即可。
import argparse
from PyPDF4 import PdfFileReader,PdfFileWriter
import os, sys
def split_merge_pdf(input_file:str =None, output_file:str = None, pages:list = None):
pdf = PdfFileReader(input_file)
pdf_writer = PdfFileWriter()
pages = [i-1 for i in pages]
for p in pages:
pdf_writer.addPage(pdf.getPage(p))
with open(output_file, 'wb') as f:
pdf_writer.write(f)
def main():
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('--input', type=file_path, default = None,
help='什么是输入PDF文件的路径?')
parser.add_argument('--output', type=file_path, default = None,
help='什么是输出PDF文件的路径?')
parser.add_argument('--pages', type=pages, default = None,
help='你想要提取哪些页?')
args = parser.parse_args()
split_merge_pdf(args.input, args.output, args.pages)
print('PDF保存完成')
def file_path(path):
return rf'{path}'
def pages(pages):
return [int(i) for i in pages.split(',')]
if __name__ == '__main__':
main()
在末尾添加了一个if __name__=='__main__'代码块。__name__是Python中的一个特殊变量。当源文件作为主程序执行时（即从IDLE或命令行运行脚本）,__name__将被设置为字符串”__main__”。从技术上讲，我们不需要这个if块，只需调用main()，代码仍然可以工作，但将其包含在代码中是一种很好的做法。
使用命令行界面运行Python脚本
实际测试一下这个程序。可以使用任何PDF文件进行测试，这里测试文件名是“data.pdf”。键入pdf_cli_eg.py --input=data.pdf --output=3_pages.pdf--pages=1,2,3。应该会看到与下面类似的输出，并且在程序运行后，在同一文件夹中应该会有一个名为“3_pages.PDF”的PDF文件。
图3
argparse的优点之一是它自动生成帮助消息。在命令行中，键入pdf_cli_eg.py -h。这将显示帮助消息，包括如何使用程序的CLI以及参数说明。
图4