引言
您是否能编写命令行工具？也许您可以，但您能编写出真正好用的命令行工具吗？本文讨论使用 Python 来创建一个强健的命令行工具，并带有内置的帮助菜单、错误处理和选项处理。由于一些奇怪的原因，很多人并不了解 Python? 的标准库具有制作功能极其强大的 *NIX 命令行工具所需的全部工具。
可以这样说，Python 是制作 *NIX 命令行工具的最佳语言，因为它依照“batteries-included”的哲学方式工作，并且强调提供可读性高的代码。但仅作为提醒，当您发现使用 Python 创建命令行工具是一件多么简单的事情时，这些想法很危险，您的生活可能被搅得一团糟。据我所知，至今还没有发表过详细说明使用 Python 创建命令行工具的文章，因此我希望您喜欢这篇文章。
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Python 标准库中的 optparse 模块可完成创建命令行工具的大部分琐碎工作。optparse 包含在 Python 2.3 中，因此该模块将包括在许多 *NIX 操作系统中。如果由于某种原因，您使用的操作系统不包含所需要的模块，那么值得庆幸的是，Python 的最新版本已经过测试并编译到几乎任何 *NIX 操作系统中。Python 支持的系统包括 IBM? AIX?、HP-UX、Solaris、Free BSD、Red Hat Linux?、Ubuntu、OS X、IRIX，甚至包括几种 Nokia 手机。
创建 Hello World 命令行工具
编写优秀的命令行工具的第一步是定义要解决的问题。这对您工具的成功至关重要。这对于以尽可能简单的方法解决问题也同样重要。这里明确地采用了 KISS（Keep It Simple Stupid，保持简单）准则。只有在实现并测试了计划内功能之后才添加选项和增加其他功能。
我们首先从创建 Hello World 命令行工具开始。按照上面的建议，我们使用尽可能简单的术语来定义问题。
问题定义：我希望创建一个命令行工具，默认打印 Hello World，并提供用于打印不通人的姓名的选项。
基于上述说明，可以提供一个包含少量代码的解决方案。
Hello World 命令行接口 (CLI)
#!/usr/bin/env python
import optparse
def main():
p = optparse.OptionParser()
p.add_option('--person', '-p', default="world")
options, arguments = p.parse_args()
print 'Hello %s' % options.person
if __name__ == '__main__':
main()
</div>
如果运行此代码，预期的输出如下：
Hello world</div>
但是，我们通过少量代码所能做到的远不止于此。我们可以获得自动生成的帮助菜单：
python hello_cli.py --help
Usage: hello_cli.py [options]
Options:
-h, --help show this help message and exit
-p PERSON, --person=PERSON
</div>
从帮助菜单中可以了解到，我们可以使用两种方法来更改 Hello World 的输出：
python hello_cli.py -p guido Hello guido</div>
我们还实现了自动生成的错误处理：
python hello_cli.py --name matz
Usage: hello_cli.py [options]
hello_cli.py: error: no such option: --name
</div>
如果您还没有使用过 Python 的 optparse 模块，那么您刚才可能会大吃一惊，并思忖使用 Python 可以编写的所有这些不可思议的工具。如果您刚开始接触 Python，那么您可能会惊讶于 Python 让一切变得如此简单。“XKCD”网站发表了关于“Python 是如此简单”主题的非常有趣的漫画，已包括在参考资料中。
创建有用的命令行工具
既然我们已经打好了基础，我们就可以继续创建解决特定问题的工具。对于本例，我们将使用 Python 的名为 Scapy 的网络库和交互式工具。Scapy 可以在大多数 *NIX 系统上正常工作，可以在第 2 层和第 3 层上发送数据包，并允许您创建只有几行 Python 代码的非常复杂的工具。如果您希望按部就班从头开始，请确保您正确地安装了必要的软件。
我们先定义要解决的新问题。
问题：我希望创建一个使用 IP 地址或子网作为参数的命令行工具，并向标准输出返回 MAC 地址或 MAC 地址列表以及它们各自的 IP 地址。
既然我们已经清楚地定义了问题，让我尝试将问题分解为尽可能简单的部分，然后逐一解决这些部分。对于这一问题，我看到了两个独立的部分。第一部分是编写接收 IP 地址或子网范围的函数，并返回 MAC 地址或 MAC 地址列表。我们可以在解决此问题之后再考虑将其集成到命令行工具中。
解决方案第 1 部分：创建通过 IP 地址确定 MAC 地址的 Python 函数
arping from scapy import srp,Ether,ARP,conf conf.verb=0 ans,unans=srp(Ether(dst="ff:ff:ff:ff:ff:ff")/ARP(pdst="10.0.1.1"), timeout=2) for snd, rcv in ans: print rcv.sprintf(r"%Ether.src% %ARP.psrc%")</div>
该命令的输出是：
sudo python arping.py
00:00:00:00:00:01 10.0.1.1
</div>
请注意，使用 scapy 执行操作要求提升的权限，因此我们必须使用 sudo。考虑到本文的目的，我还将实际输出更改为包括伪 MAC 地址。我们已经证实了我们可以通过 IP 地址找到 MAC 地址。我们需要整理此代码以接受 IP 地址或子网并返回 MAC 地址和 IP 地址对。
arping 函数
#!/usr/bin/env python
from scapy import srp,Ether,ARP,conf
def arping(iprange="10.0.1.0/24"):
conf.verb=0
ans,unans=srp(Ether(dst="ff:ff:ff:ff:ff:ff")/ARP(pdst=iprange),
timeout=2)
collection = []
for snd, rcv in ans:
result = rcv.sprintf(r"%ARP.psrc% %Ether.src%").split()
collection.append(result)
return collection
#Print results
values = arping()
for ip,mac in values:
print ip,mac
</div>
正如您看到的，我们编写了一个函数，该函数接受 IP 地址或网络并返回嵌套的 IP/MAC 地址列表。我们现已为第二部分做好准备，为我们的工具创建一个命令行接口。
解决方案第 2 部分：从我们的 arping 函数创建命令行工具
在本例中，我们综合本文前面部分的想法，创建一个能解决我们初始问题的完整命令行工具。
arping CLI
#!/usr/bin/env python
import optparse
from scapy import srp,Ether,ARP,conf
def arping(iprange="10.0.1.0/24"):
"""Arping function takes IP Address or Network, returns nested mac/ip list"""
conf.verb=0
ans,unans=srp(Ether(dst="ff:ff:ff:ff:ff:ff")/ARP(pdst=iprange),
timeout=2)
collection = []
for snd, rcv in ans:
result = rcv.sprintf(r"%ARP.psrc% %Ether.src%").split()
collection.append(result)
return collection
def main():
"""Runs program and handles command line options"""
p = optparse.OptionParser(description=' Finds MAC Address of IP address(es)',
prog='pyarping',
version='pyarping 0.1',
usage='%prog [10.0.1.1 or 10.0.1.0/24]')
options, arguments = p.parse_args()
if len(arguments) == 1:
values = arping(iprange=arguments)
for ip, mac in values:
print ip, mac
else:
p.print_help()
if __name__ == '__main__':
main()
</div>
对以上脚本进行几点说明将有助于我们了解 optparse 的工作方式。
首先，必须创建 optparse.OptionParser() 的一个实例，并且接受如下所示的可选参数：
这些参数的含义基本上可以不言自明，但我希望确认的一点是，您应该了解 optparse 虽然功能强大，但并不是无所不能。它具有明确定义的接口，可用于快速创建命令行工具。
其次，在如下行中：
该行的作用是将选项和参数划分为不同的位。在上述代码中，我们预期恰有一个参数，因此我指定必须只有一个参数值，并将该值传递给 arping 函数。