Python命令行参数解析模块 argparse

简介

Python 中自带的argparse模块可以用于提供简洁易用的命令行参数解析。

程序内部定义了需要使用的参数，argparse 会默认自动从 sys.argv中解析出对应的参数。argparse模块会自动生成帮助信息和使用提示，同时当用户使用无效参数时，会显示错误原因。

注: Python 中还有其他两个模块可以提供相同的命令行参数解析功能：getopt（等同于 C 语言的getopt()）和optparse（Python2.7以后被标记为 Deprecated，不会继续发展）。
其中，argparse是基于optparse的进一步封装，因此这两者拥有相似的使用方法。

参数类型说明

命令行参数类型可以分为以下两种：

• 位置参数（positional argument）:位置参数拥有一个具体的名字，以便让程序知道如何使用其值。比如cp SRC DEST，参数SRC和DEST就是两个位置参数，其值类型为字符串。
• 可选参数（optional argument）:可选参数用于提供额外信息给到程序，让程序可以提供额外的一些操作。比如ls -a或ls --all，-a和--all就是可选参数，应用程序ls接收到-a/--all参数后，就会使能显示隐藏文件功能。

命令行参数通用格式为：program [optional] positional。

简单示例

下面列举一些简单的例子，力求对 argparse有一个初步的了解。更多详细的示例，请参考：Argparse Tutorial

示例1. 添加一个位置参数：square，其类型为int：

import argparse
#创建一个参数解析实例
parser = argparse.ArgumentParser()
#添加参数解析
parser.add_argument("square", help="display a square of a given number",
                    type=int)
#开始解析
args = parser.parse_args()
print(args.square**2)

上述代码生成的程序使用格式为：usage: argTest.py [-h] square，因此具体使用应类似：$ python3 argTest.py 4

注：argparse中参数类型默认为字符串(string)，可以通过type参数指定参数类型。

实例2. 添加一个可选参数：-v/--verbose：

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("-v", "--verbose", help="increase output verbosity")
args = parser.parse_args()
if args.verbose:
    print("verbosity turned on")

上述代码生成的程序使用格式为：usage: argTest.py [-h] [-v VERBOSE]，可选参数-v/--verbose后面必须加上一个值（任意类型）。因此具体使用应类似：

$ python3 argTest.py -v 1
verbosity turned on
$ python3 argTest.py --verbose haha
verbosity turned on

通常程序的可选参数表现形式为布尔值类型：True，False。可以通过在方法add_argument中为参数加上参数action进行指定。

实例3. 为程序添加一个位置参数：square，类型为int；同时添加一个布尔类型的可选参数：-v/--verbose：

import argparse
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument("square", type=int,
                    help="display a square of a given number")
parser.add_argument("-v", "--verbose", action="store_true",
                    help="increase output verbosity")
args = parser.parse_args()
answer = args.square**2
if args.verbose:
    print("the square of {} equals {}".format(args.square, answer))
else:
    print(answer)

上述代码生成的程序使用格式为：usage: argTest.py [-h] [-v] square，因此具体使用应类似：

$ python3 argTest.py
usage: argTest.py [-h] [-v] square
argTest.py: error: the following arguments are required: square
$ python3 argTest.py 4
16
$ python3 argTest.py 4 --verbose
the square of 4 equals 16
$ python3 argTest.py --verbose 4
the square of 4 equals 16

注：action="store_true"表示当显示指定了可选参数时，其值为True，当未指定时，则为False。
action="store_false"与之相反，当未指定参数时，其值为True，当显示指定参数时，其值为False。

关键函数讲解

从上面的示例中我们可以看到，argparse主要涉及到3个调用：

• argparse.ArgumentParser()：ArgumentParser 是一个类，该类对象内部维护了对命令行参数解析为 Python 数据类型所必须的所有信息。
  其构造函数有如下参数可供使用：

Argument	Description
prog	应用名称（默认：sys.argv[0]）
usage	程序使用方法描述
description	显示在参数列表帮助信息之前的文本展示（默认：无）
epilog	显示在参数列表帮助信息之后的文本展示（默认：无）
parents	需要同时添加的一系列ArgumentParser对象
formatter_class	自定义帮助信息输出的类
prefix_chars	可选参数前缀字符（默认：‘-‘）
fromfile_prefix_chars	参数文件集前缀字符（默认：无）
argument_default	全局参数默认值（默认：无）
conflict_handler	可选参数冲突解决策略（通常不需要）
add_help	为解析器增加一个-h/--help选项（默认：True）
allow_abbrev	允许长选项简短表示，只要简短表示不具备二义性（默认：True）

注：所有参数均为 关键字参数，需以键值对形式进行传参。

• ArgumentParser.add_argument：定义单个命令行参数解析规则。
  每个命令行参数拥有多个详细描述，如下所示：

Argument	Description
name or flags	一个名称或则参数字符串列表。e.g. foo or -f, --foo
action	对该参数的处理动作
nargs	提取的命令行参数对应的值的个数
const	如果命令行没有传入该参数，const指定该参数的默认值，在某些action与nargs类型下才起作用
default	命令行中如果缺少该参数，则使用该 default 指定的值
type	参数应转化成的类型
choices	参数允许的值
required	表明参数是否是必须的，只对可选参数有效
help	参数对应的简短描述
metavar	在使用信息中该参数对应的名称
dest	parse_args()返回的对象对应的属性名称

其中：
action 有如下几个选项：

• store：存储参数值。该行为是默认行为。

>>> parser = argparse.ArgumentParser()
>>> parser.add_argument('--foo')
>>> parser.parse_args('--foo 1'.split())
Namespace(foo='1')

• store_const：存储关键字参数 const 指定的值。该行为最常用于可选参数作为某些标识使用。

>>> parser = argparse.ArgumentParser()
>>> parser.add_argument('--foo', action='store_const', const=42)
>>> parser.parse_args(['--foo'])
Namespace(foo=42)

• store_true和store_false：该类型为store_const用于存储True或False的特例。

>>> parser = argparse.ArgumentParser()
>>> parser.add_argument('--foo', action='store_true')
>>> parser.add_argument('--bar', action='store_false')
>>> parser.add_argument('--baz', action='store_false')
>>> parser.parse_args('--foo --bar'.split())
Namespace(foo=True, bar=False, baz=True)

• append：该选项存储一个列表，并且把每个参数值添加到列表中。对于允许一个选项指定多次的场景很有用。

>>> parser = argparse.ArgumentParser()
>>> parser.add_argument('--foo', action='append')
>>> parser.parse_args('--foo 1 --foo 2'.split())
Namespace(foo=['1', '2'])

• append_const：该选项存储一个列表，并且把关键字参数 const 指定的值存储进列表中。该选项的典型使用场景是把多个具备常量值的参数存储进同一个列表中。

>>> parser = argparse.ArgumentParser()
>>> parser.add_argument('--str', dest='types', action='append_const', const=str)
>>> parser.add_argument('--int', dest='types', action='append_const', const=int)
>>> parser.parse_args('--str --int'.split())
Namespace(types=[<class 'str'>, <class 'int'>])

• count：该选项统计某一关键字参数出现的次数。

>>> parser = argparse.ArgumentParser()
>>> parser.add_argument('--verbose', '-v', action='count')
>>> parser.parse_args(['-vvv'])
Namespace(verbose=3)

• version：该选择需要在 add_argument() 方法中添加关键字参数version，调用时会自动打印版本信息并自动退出。

>>> import argparse
>>> parser = argparse.ArgumentParser(prog='PROG')
>>> parser.add_argument('--version', action='version', version='%(prog)s 2.0')
>>> parser.parse_args(['--version'])
PROG 2.0

• help：打印完整的参数帮助信息。

nargs 有如下几个选项：

• N（整型）：指定参数后面数值个数，合并到一个列表中。

>>> parser = argparse.ArgumentParser()
>>> parser.add_argument('--foo', nargs=2)
>>> parser.add_argument('bar', nargs=1)
>>> parser.parse_args('c --foo a b'.split())
Namespace(bar=['c'], foo=['a', 'b'])

• ?：一个命令行参数值最多只接收一个值（单条目）。如果没有对应参数，则使用 default 指定的值。对于可选参数，有一个特例：如果只显示了参数，但没有尾随提供一个值，则使用 const 指定的值。

>>> parser = argparse.ArgumentParser()
>>> parser.add_argument('--foo', nargs='?', const='c', default='d')
>>> parser.add_argument('bar', nargs='?', default='d')
>>> parser.parse_args(['XX', '--foo', 'YY'])
Namespace(bar='XX', foo='YY')
>>> parser.parse_args(['XX', '--foo'])
Namespace(bar='XX', foo='c')
>>> parser.parse_args([])
Namespace(bar='d', foo='d')

• *：所有显示指定的参数会聚集到一个集合中。通常来说，对多个位置参数使用nargs='*'并没有多大意义，但对于多个可选参数却是可以的。

>>> parser = argparse.ArgumentParser()
>>> parser.add_argument('--foo', nargs='*')
>>> parser.add_argument('--bar', nargs='*')
>>> parser.add_argument('baz', nargs='*')
>>> parser.parse_args('a b --foo x y --bar 1 2'.split())
Namespace(bar=['1', '2'], baz=['a', 'b'], foo=['x', 'y'])

• +：与*一样，将所有显示指定的参数聚集到一个列表中。另外，当一个命令行参数都没有指定时，会抛出一个错误信息。

>>> parser = argparse.ArgumentParser(prog='PROG')
>>> parser.add_argument('foo', nargs='+')
>>> parser.parse_args(['a', 'b'])
Namespace(foo=['a', 'b'])
>>> parser.parse_args([])
usage: PROG [-h] foo [foo ...]
PROG: error: the following arguments are required: foo

• argparse.REMAINDER：将剩余的命令行参数聚集到一个列表中。通常用于命令行工具分发给其他命令行工具。

>>> parser = argparse.ArgumentParser(prog='PROG')
>>> parser.add_argument('--foo')
>>> parser.add_argument('command')
>>> parser.add_argument('args', nargs=argparse.REMAINDER)
>>> print(parser.parse_args('--foo B cmd --arg1 XX ZZ'.split()))
Namespace(args=['--arg1', 'XX', 'ZZ'], command='cmd', foo='B')

如果nargs关键字参数未提供，则读取的参数个数由action决定。通常这意味着将读取一个命令行参数并产生一个元素（不是一个列表）。

参考

• argparse — Parser for command-line options, arguments and sub-commands

• Argparse Tutorial