Python 命令行之旅：深入 fire（一）

一、前言

在第一篇“初探 fire”的文章中，我们初步掌握了使用 fire 的简单步骤，了解了它 Pythonic 的用法。

今天我们将深入了解 fire 的子命令、嵌套命令和属性访问功能。

本系列文章默认使用 Python 3 作为解释器进行讲解。
若你仍在使用 Python 2，请注意两者之间语法和库的使用差异哦~

二、功能

2.1 子命令

使用 fire 实现子命令有多种方式：

2.1.1 定义若干函数，使用 fire.Fire()

实现子命令最简单的方式就是定义若干个函数，每个函数名隐式就是子命令名称，然后调用 fire.Fire() 变将当前模块所有的函数解析为对应的子命令的处理函数。

import fire

def add(x, y):
  return x + y

def multiply(x, y):
  return x * y

if __name__ == '__main__':
  fire.Fire()

然后我们就可以在命令行中这么调用：

$ python example.py add 10 20
30
$ python example.py multiply 10 20
200

关于如何识别参数类型，比如上述 add 10 20 中 10 和 20 是作为数字而非字符串，我们会在下篇文章的参数解析章节中进行讲解。

2.1.2 定义若干函数，使用 fire.Fire()

在 2.1.1 的版本中，会把所有函数都当做是子命令。有时我们可能只想把部分函数当做子命令，或者是希望子命令名称和函数名称不一样。这个时候我们就可以通过字典对象显式地告诉 fire。

字典对象的形式为 {'子命令名称': 函数}，比如前面的示例中，我们希望最终的子命令为 add 和 mul，那么就可以这么写：

fire.Fire({
  'add': add,
  'mul': multiply,
})

然后我们就可以在命令行中这么调用：

$ python example.py add 10 20
30
$ python example.py mul 10 20
200

2.1.3 定义类和方法，使用 fire.Fire()

定义类和方法的这种方式我们在上一篇文章中介绍过，它和定义函数的方式基本相同，只不过是用类的方式来组织。

然后将类实例化，并把实例化的对象多为 fire.Fire 的入参：

import fire

class Calculator(object):

  def add(self, x, y):
    return x + y

  def multiply(self, x, y):
    return x * y

if __name__ == '__main__':
  calculator = Calculator()
  fire.Fire(calculator)

2.1.4 定义类和方法，使用 fire.Fire()

和 2.1.3 中的唯一不同点是把类而非实例对象作为 fire.Fire 的入参：

fire.Fire(Calculator)

传递类和实例对象的基本作用是一样的，但传递类还有一个额外的特性：如果构造函数中定义了参数，那么这些参数都会作为整个命令行程序的选项参数。

import fire

class BrokenCalculator(object):

  def __init__(self, offset=1):
      self._offset = offset

  def add(self, x, y):
    return x + y + self._offset

  def multiply(self, x, y):
    return x * y + self._offset

if __name__ == '__main__':
  fire.Fire(BrokenCalculator)

查看帮助命令有：

$ python example.py --help
INFO: Showing help with the command 'example.py -- --help'.

NAME
    example.py

SYNOPSIS
    example.py <flags>

FLAGS
    --offset=OFFSET

由此可见构造函数 BrokenCalculator.__init__(self, offset=1) 中的 offset 自动转换为了命令行中的全局选项参数 --offset，且默认值为 1。

我们可以在命令行中这么调用：

$ python example.py add 10 20
31
$ python example.py multiply 10 20
201
$ python example.py add 10 20 --offset=0
30
$ python example.py multiply 10 20 --offset=0
200

2.2 命令组/嵌套命令

想要实现嵌套命令，可将多个类组织起来，示例如下：

class IngestionStage(object):

  def run(self):
    return 'Ingesting! Nom nom nom...'

class DigestionStage(object):

  def run(self, volume=1):
    return ' '.join(['Burp!'] * volume)

  def status(self):
    return 'Satiated.'

class Pipeline(object):

  def __init__(self):
    self.ingestion = IngestionStage()
    self.digestion = DigestionStage()

  def run(self):
    self.ingestion.run()
    self.digestion.run()

if __name__ == '__main__':
  fire.Fire(Pipeline)

在上面的示例中：

IngestionStage 实现了子命令 run
DigestionStage 实现了子命令 run 和 status
Pipeline 的构造函数中将 IngestionStage 实例化为 ingestion，将 DigestionStage 实例化为 digestion，就将这两个放到一个命令组中，因而支持了：
ingestion run
digestion run
digestion status
Pipeline 实现了子命令 run

因此整个命令行程序支持如下命令：

run
ingestion run
digestion run
digestion status

然后我们就可以在命令行中这么调用：

$ python example.py run
Ingesting! Nom nom nom...
Burp!
$ python example.py ingestion run
Ingesting! Nom nom nom...
$ python example.py digestion run
Burp!
$ python example.py digestion status
Satiated.

2.3 属性访问

属性访问 是 fire 相对于其他命令行库来说一个比较独特的功能。所谓访问属性是获取预置的属性所对应的值。

举个例子，在命令行中指定 --code 来告知程序要查询的程序编码，然后希望通过 zipcode 属性返回邮编，通过 city 属性返回城市名。那么属性可实现为实例成员属性：

import fire

cities = {
  'hz': (310000, '杭州'),
  'bj': (100000, '北京'),
}


class City(object):

  def __init__(self, code):
    info = cities.get(code)
    self.zipcode = info[0] if info else None
    self.city = info[1] if info else None

if __name__ == '__main__':
  fire.Fire(City)

使用方式如下：

$ python example.py --code bj zipcode
100000
$ python example.py --code hz city
杭州

三、小结

使用 fire 实现子命令和嵌套命令相对于其他命令行库来说都更加简单清晰，不仅如此，fire 还提供了属性访问这种较为独特的能力。

在下篇文章中，我们将进一步深入了解 fire，介绍其链式函数调用、自定义序列化、参数解析、fire 选项等更加高阶的功能。