使用Python的Sys模块的命令行参数解析功能

在编写Python脚本时，有时候需要从命令行接收参数以便灵活地定制程序的行为。Sys模块是Python自带的一个模块，提供了处理命令行参数的功能，使得程序的命令行输入输出更加方便。

一、sys.argv的基本用法

sys.argv是一个包含命令行参数的列表，其中第一个元素是程序本身的名称。在需要从命令行获取一些参数的时候，可以使用sys.argv[1:]获取所有参数，然后进行处理。

import sys

print("脚本名称：", sys.argv[0])
print("命令行参数：", sys.argv[1:])

运行该脚本，假设命名为test.py，可以输入以下内容：

$ python test.py arg1 arg2 arg3

程序将输出：

脚本名称： test.py
命令行参数： ['arg1', 'arg2', 'arg3']

从上面的代码和运行结果可以看出，使用sys.argv可以轻松获取命令行参数，方便程序的使用和管理。

二、使用argparse解析参数

虽然使用sys.argv获取命令行参数是一种有效的方法，但是当参数的数量很多时，代码的可读性将会降低。同时，需要对参数进行类型转换，对于一些非法参数需要做校验。因此，Python 2.7版本中引入了argparse库，支持解析命令行参数，提高了程序的可读性和可维护性。

下面是一个使用argparse库进行参数解析的示例代码：

import argparse

parser = argparse.ArgumentParser(description='这个程序xxx')

parser.add_argument('-a', '--arg1', type=int, help='第一个参数')
parser.add_argument('-b', '--arg2', type=str, choices=['choice1', 'choice2'], help='第二个参数')
parser.add_argument('-c', '--arg3', action='store_true', help='第三个参数')

args = parser.parse_args()

print('参数arg1：', args.arg1)
print('参数arg2：', args.arg2)
print('参数arg3：', args.arg3)

上面的代码中，parser对象是argparse库的一个核心概念。Parser对象用于描述所有可能的命令行参数，并将它们转换为可用于Python的对象。add_argument()函数用于添加需要解析的参数。-a和–arg1是参数名或选项名，type是表示该参数应该被解析成的类型，help是参数的帮助信息。

在上面的代码中，参数arg1是一个整数类型，并且是必选参数，因此加了type=int参数；参数arg2是一个字符串类型，并且只能从给定选项中选择，因此加了choices=[‘choice1’, ‘choice2’]参数；参数arg3是一个布尔型，如果在命令行中出现，则设置为True，否则为False，因此加了action=’store_true’参数。

以上脚本在命令行中的使用方法如下：

$ python test.py -a 123 -b choice1 -c

脚本将输出：

参数arg1： 123
参数arg2： choice1
参数arg3： True

显然，使用argparse库可以轻松完成复杂参数的解析，代码具有高可读性和可维护性。

三、命令行参数的高级用法

在使用命令行参数时，还可以使用一些高级技巧，从而提高代码的灵活性和扩展性。

1.参数组合

有些参数需要组合使用才能达到预期的效果。例如参数-r和-d表示递归处理目录和删除，组合在一起表示递归删除目录。ARGPARSE提供了一定的支持，但是很麻烦。实际上，可以手动进行参数解析，从而更加自由地组合参数。

import argparse

parser = argparse.ArgumentParser(description='这个程序xxx')

parser.add_argument('--recursive', '-r', action='store_true', default=False, help='递归处理目录')
parser.add_argument('--delete', '-d', action='store_true', default=False, help='删除文件或目录')

args = parser.parse_known_args()

if args[0].recursive and args[0].delete:
    print('递归删除')
elif args[0].delete:
    print('删除')
elif args[0].recursive:
    print('递归')
else:
    print('normal')

在上面的代码中，使用parser.parse_known_args()方法来解析参数。这个方法返回一个元组，第一个元素是一个对象，包含解析后的参数；第二个元素是一个列表，包含剩余的命令行字符串。在本例中，我们只关心第一个元素。这个方法非常方便，因为在不想在参数解析完成前忽略参数和选项。

2.参数文件

如果命令行参数的数量太多，甚至无法放到命令行中，那么我们可以使用参数文件的方式，把所有的参数写到文件中。在运行程序的时候可以将文件名作为参数输入。

import argparse

parser = argparse.ArgumentParser(description='这个程序xxx')

parser.add_argument('--config', '-c', type=str, default='args.conf', help='参数文件名')

args, unknown = parser.parse_known_args()
with open(args.config) as f:
    data = f.read().split()

parser.parse_args(unknown, namespace=args)

print('参数1：', args.arg1)
print('参数2：', args.arg2)
print('参数3：', args.arg3)

上面代码中， -c或–config参数用于传递参数文件的文件名。在参数解析之前打开该文件，读取其中内容，将其转换为一个列表或元组，并加入相应的解析器中。然后进行参数解析。

假设已经有一个参数文件args.conf，其中的内容如下：

2  3  4

那么，通过以下命令即可将args.conf文件中的参数传入脚本中：

$ python test.py -c args.conf

运行结果如下：

参数1: 2
参数2: 3
参数3: 4

总结

本文主要阐述了Python中使用sys模块的命令行参数解析功能，以及使用argparse库完成参数解析的方法。同时，介绍了一些高级的命令行参数用法，包括参数组合和参数文件等。这些技巧可以帮助工程师更好地编写灵活和扩展性高的脚本。完整代码如下：

import argparse
import sys

def main(args):
    print('args:', args)

if __name__ == '__main__':
    parser = argparse.ArgumentParser(description="使用argparse解析命令行参数")
    parser.add_argument('-i', '--input', metavar='input', type=str, required=True, help='输入文件路径')
    parser.add_argument('-o', '--output', metavar='output', type=str, help='输出文件路径')
    parser.add_argument('-t', '--type', metavar='type', type=str, choices=['csv', 'json'], default='csv', help='输出文件类型')
    parser.add_argument('--encoding', metavar='encoding', type=str, help='输入文件编码方式')
    parser.add_argument('--version', action='version', version='%(prog)s 1.0')
    args = parser.parse_args()

    # 参数解析完成后，调用主函数处理输入和输出
    main(args)