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Golang 基于flag库实现一个简单命令行工具

2024-04-02 19:55

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前言

Golang 标准库中的 flag 库提供了解析命令行选项的能力，我们可以基于此来开发命令行工具。

假设我们想做一个命令行工具，我们通过参数提供【城市】，它自动能够返回当前这个【城市】的天气状况。这样一个简单的需求，今天我们就来试一下，看怎样实现。

flag 库

Package flag implements command-line flag parsing.

flag 库能够支持基础的命令行 flag 解析。使用起来并不复杂，

我们可以针对 string, integer, bool 三种类型来定义 flag，如：flag.String(), Bool(), Int()。

比如下面这样，我们就定义了一个 -n 的选项，默认值为 1234, 提示信息为 help message for flag n。返回值是一个 int 的指针。

import "flag"
var nFlag = flag.Int("n", 1234, "help message for flag n")

当然，我们也可以直接将 flag 和变量绑定，这里要在上面三种方法的前面加上 Var 即可：

var flagvar int
func init() {
	flag.IntVar(&flagvar, "flagname", 1234, "help message for flagname")
}

区别只在于首个参数是个指针，直接赋值，而不是 return 回来。签名都是类似的，我们看一个 Int64Var:

在所有 flag 都定义好之后，我们调用 flag.Parse() 方法，将命令行数据解析到对应的 flag 中。这之后就可以直接用了：

fmt.Println("ip has value ", *ip)
fmt.Println("flagvar has value ", flagvar)

有时候我们不止是一个简单的 flag，还需要参数，这个时候我们就可以用 flag.Args() 拿到一个 slice，或者直接 flag.Arg(i) 来拿指定参数，下标从 0 开始。

不熟悉的同学建议多看看看 go by example 的示例，讲的很清楚。

从开发者的角度看，其实我们只要定义好变量，用 flag.XXVar 来绑定，最后 flag.Parse 就可以用：

package main

import (
  "fmt"
  "flag"
)
var (
  intflag int
  boolflag bool
  stringflag string
)
func init() {
  flag.IntVar(&intflag, "intflag", 0, "int flag value")
  flag.BoolVar(&boolflag, "boolflag", false, "bool flag value")
  flag.StringVar(&stringflag, "stringflag", "default", "string flag value")
}
func main() {
  flag.Parse()

  fmt.Println("int flag:", intflag)
  fmt.Println("bool flag:", boolflag)
  fmt.Println("string flag:", stringflag)
}

编译之后我们运行一下看看

$ ./main -intflag 12 -boolflag 1 -stringflag test

int flag: 12
bool flag: true
string flag: test

如果没有设置 flag 的值，会取我们设置的默认值。

flag 支持的解析类型有下面四种：

-flag
--flag
-flag=x
-flag x （bool 不能用这个）

有时候我们只需要一个 flag 就够了，选项本身就带着含义，不需要参数。而有些时候我们既需要 flag，也需要参数。注意区分好场景即可。如果用了第一种和第二种这种不带参数的，本质含义就是个 bool，出现就是 true，不出现就看默认值。

FlagSet

FlagSet 就是一组 flag 定义的集合，在 flag 库的底层是一个结构体：

type FlagSet struct {
	// Usage is the function called when an error occurs while parsing flags.
	// The field is a function (not a method) that may be changed to point to
	// a custom error handler. What happens after Usage is called depends
	// on the ErrorHandling setting; for the command line, this defaults
	// to ExitOnError, which exits the program after calling Usage.
	Usage func()
	// contains filtered or unexported fields
}

注意有一个 Usage 函数，当解析 flag 出问题时就会调用这个。前面 flag 库封装的那些能力底层都是共用同一个默认的 CommandLine FlagSet实现的：

// class="lazy" data-src/flag/flag.go
var CommandLine = NewFlagSet(os.Args[0], ExitOnError)

func Parse() {
  CommandLine.Parse(os.Args[1:])
}

func IntVar(p *int, name string, value int, usage string) {
  CommandLine.Var(newIntValue(value, p), name, usage)
}

func Int(name string, value int, usage string) *int {
  return CommandLine.Int(name, value, usage)
}

func NFlag() int { return len(CommandLine.actual) }

func Arg(i int) string {
  return CommandLine.Arg(i)
}

func NArg() int { return len(CommandLine.args) }

当我们调用 NewFlagSet 时需要指定这个集合的名称以及对应的错误处理。

第二个参数这个错误处理有三种选项，flag 已经提供：

ContinueOnError：发生错误后继续解析，CommandLine就是使用这个选项；
ExitOnError：出错时调用os.Exit(2)退出程序；
PanicOnError：出错时产生 panic。

需求拆解

我们的需求很简单，提供一个 weather flag，接受输入的城市名称，随后我们返回天气数据即可。

所以，从 flag 的角度看，这里并不复杂，我们将【城市名称】绑定到一个 flag 上即可。

关键是要实现基于城市名称查天气的能力。这个也有公开的网站能实现，参照此前 Golang 教程中给出的 wttr 就可以。大家可以试一下，访问 wttr.in/wuhan 将会展示【武汉】的天气预报：

这里其实比较 trick，由于是网站，并不是公开的 open api，所以返回的数据也是 html 格式的，我们要思考一下怎么在命令行展示。

下面我们一步步来解决。

实现 weather flag

这一步基本是复用 flag 包提供的能力，这里我们用 StringVar 从命令行拿到值之后写入变量，这里相对比较通用，大家以后有需求可以直接改一下即可：

package main
import (
    "flag"
    "fmt"
    "os"
)
type arguments struct {
	weatherCity string
}
func (a *arguments) parseArgs(args []string) error {
	f := flag.NewFlagSet(os.Args[0], flag.ContinueOnError)

	f.StringVar(&a.weatherCity, "weather", "", "check weather")

	f.Usage = func() {
		fmt.Fprintf(os.Stderr, `flags: %s`, os.Args[0])
		f.PrintDefaults()
		os.Exit(1)
	}
	if err := f.Parse(args[1:]); err != nil {
		return err
	}

	return nil
}

func Execute() error {

	args := &arguments{}
	if err := args.parseArgs(os.Args); err != nil {
		fmt.Println(err)
		os.Exit(2)
	}

	// weather
	if args.weatherCity != "" {
                // TODO 实现根据 city 名称拿天气，并打印的效果
	}

	return nil
}

最终在 main() 函数中直接调用我们的 Execute 即可，注意我们解析到 weatherCity 不为空时，核心逻辑就在这个分支，我们留了个 TODO，下面看看怎么解。

天气数据打印

前一节的 TODO 里本质需要我们实现的签名很简单:

func GetWeather(city string) (string, error)

这样拿到一个用字符串表示的天气数据，然后回到主流程里一个 fmt.Printf 就可以解决。

而同时我们也有了 wttr 的能力，可以拿到数据，只不过是 html。关键是怎么转字符串。我们一步一步来：

获取源数据

一个简单的 http.Get 拿到 html 数据即可，这一步不复杂，大家直接看代码：

func getWeatherData(city string) string {
    url := "https://wttr.in/" + city
    response, err := http.Get(url)
    if err != nil {
            return "", err
    }
    all, err := ioutil.ReadAll(response.Body)
    if err != nil {
            return "", err
    }
    weather := string(all)
    return weather
}

数据转换

在开源社区，我们找到了 "github.com/JohannesKaufmann/html-to-markdown" 这个库提供 html 转换为 markdown 的能力，而 "github.com/MichaelMure/go-term-markdown" 又可以将 markdown 格式转为可在 terminal 打印的字符串，我们可以通过这两步来转换，实现整体的 GetWeather 函数：

package weather
import (
	"io/ioutil"
	"net/http"

	md "github.com/JohannesKaufmann/html-to-markdown"
	markdown "github.com/MichaelMure/go-term-markdown"
)
func GetWeather(city string) (string, error) {
	url := "https://wttr.in/" + city
	response, err := http.Get(url)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	all, err := ioutil.ReadAll(response.Body)
	if err != nil {
		return "", err
	}
	weather := string(all)
	md := getMD(weather)
	result := markdown.Render(md, 280, 6)
	return string(result), nil
}

func getMD(html string) string {
	converter := md.NewConverter("", true, nil)
	markdown, err := converter.ConvertString(html)
	if err != nil {
		return ""
	}
	return markdown
}