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:bookmark: Release 2.2.0
2024-02-09 16:21:37 +08:00
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description: Alconna 基本介绍
---
# Alconna 本体
[`Alconna`](https://github.com/ArcletProject/Alconna) 隶属于 `ArcletProject`，是一个简单、灵活、高效的命令参数解析器, 并且不局限于解析命令式字符串。
我们通过一个例子来讲解 **Alconna** 的核心 —— `Args`, `Subcommand`, `Option`：
```python
from arclet.alconna import Alconna, Args, Subcommand, Option
alc = Alconna(
"pip",
Subcommand(
"install",
Args["package", str],
Option("-r|--requirement", Args["file", str]),
Option("-i|--index-url", Args["url", str]),
)
)
res = alc.parse("pip install nonebot2 -i URL")
print(res)
# matched=True, header_match=(origin='pip' result='pip' matched=True groups={}), subcommands={'install': (value=Ellipsis args={'package': 'nonebot2'} options={'index-url': (value=None args={'url': 'URL'})} subcommands={})}, other_args={'package': 'nonebot2', 'url': 'URL'}
print(res.all_matched_args)
# {'package': 'nonebot2', 'url': 'URL'}
```
这段代码通过`Alconna`创捷了一个接受主命令名为`pip`, 子命令为`install`且子命令接受一个 **Args** 参数`package`和二个 **Option** 参数`-r`和`-i`的命令参数解析器, 通过`parse`方法返回解析结果 **Arparma** 的实例。
## 组成
### 命令头
命令头是指命令的前缀 (Prefix) 与命令名 (Command) 的组合，例如 !help 中的 ! 与 help。
| 前缀 | 命令名 | 匹配内容 | 说明 |
| :--------------------------: | :--------: | :---------------------------------------------------------: | :--------------: |
| - | "foo" | `"foo"` | 无前缀的纯文字头 |
| - | 123 | `123` | 无前缀的元素头 |
| - | "re:\d{2}" | `"32"` | 无前缀的正则头 |
| - | int | `123` 或 `"456"` | 无前缀的类型头 |
| [int, bool] | - | `True` 或 `123` | 无名的元素类头 |
| ["foo", "bar"] | - | `"foo"` 或 `"bar"` | 无名的纯文字头 |
| ["foo", "bar"] | "baz" | `"foobaz"` 或 `"barbaz"` | 纯文字头 |
| [int, bool] | "foo" | `[123, "foo"]` 或 `[False, "foo"]` | 类型头 |
| [123, 4567] | "foo" | `[123, "foo"]` 或 `[4567, "foo"]` | 元素头 |
| [nepattern.NUMBER] | "bar" | `[123, "bar"]` 或 `[123.456, "bar"]` | 表达式头 |
| [123, "foo"] | "bar" | `[123, "bar"]` 或 `"foobar"` 或 `["foo", "bar"]` | 混合头 |
| [(int, "foo"), (456, "bar")] | "baz" | `[123, "foobaz"]` 或 `[456, "foobaz"]` 或 `[456, "barbaz"]` | 对头 |
无前缀的类型头：此时会将传入的值尝试转为 BasePattern，例如 `int` 会转为 `nepattern.INTEGER`。此时命令头会匹配对应的类型， 例如 `int` 会匹配 `123` 或 `"456"`，但不会匹配 `"foo"`。同时，Alconna 会将命令头匹配到的值转为对应的类型，例如 `int` 会将 `"123"` 转为 `123`。
:::tip
**正则只在命令名上生效，命令前缀中的正则会被转义**
:::
除了通过传入 `re:xxx` 来使用正则表达式外，Alconna 还提供了一种更加简洁的方式来使用正则表达式，那就是 Bracket Header：
```python
from alconna import Alconna
alc = Alconna(".rd{roll:int}")
assert alc.parse(".rd123").header["roll"] == 123
```
Bracket Header 类似 python 里的 f-string 写法，通过 "{}" 声明匹配类型
"{}" 中的内容为 "name:type or pat"：
- "{}", "{:}" ⇔ "(.+)", 占位符
- "{foo}" ⇔ "(?P<foo>.+)"
- "{:\d+}" ⇔ "(\d+)"
- "{foo:int}" ⇔ "(?P<foo>\d+)"，其中 "int" 部分若能转为 `BasePattern` 则读取里面的表达式
### 参数声明(Args)
`Args` 是用于声明命令参数的组件， 可以通过以下几种方式构造 **Args** ：
- `Args[key, var, default][key1, var1, default1][...]`
- `Args[(key, var, default)]`
- `Args.key[var, default]`
其中，key **一定**是字符串，而 var 一般为参数的类型，default 为具体的值或者 **arclet.alconna.args.Field**
其与函数签名类似，但是允许含有默认值的参数在前；同时支持 keyword-only 参数不依照构造顺序传入 （但是仍需要在非 keyword-only 参数之后）。
#### key
`key` 的作用是用以标记解析出来的参数并存放于 **Arparma** 中，以方便用户调用。
其有三种为 Args 注解的标识符:  `?`、`/`、 `!`, 标识符与 key 之间建议以 `;` 分隔：
- `!` 标识符表示该处传入的参数应**不是**规定的类型，或**不在**指定的值中。
- `?` 标识符表示该参数为**可选**参数，会在无参数匹配时跳过。
- `/` 标识符表示该参数的类型注解需要隐藏。
另外，对于参数的注释也可以标记在 `key` 中，其与 key 或者标识符 以 `#` 分割：
`foo#这是注释;?` 或 `foo?#这是注释`
:::tip
`Args` 中的 `key` 在实际命令中并不需要传入（keyword 参数除外）：
```python
from arclet.alconna import Alconna, Args
alc = Alconna("test", Args["foo", str])
alc.parse("test --foo abc") # 错误
alc.parse("test abc") # 正确
```
若需要 `test --foo abc`，你应该使用 `Option`：
```python
from arclet.alconna import Alconna, Args, Option
alc = Alconna("test", Option("--foo", Args["foo", str]))
```
:::
#### var
var 负责命令参数的**类型检查**与**类型转化**
`Args` 的`var`表面上看需要传入一个 `type`，但实际上它需要的是一个 `nepattern.BasePattern` 的实例：
```python
from arclet.alconna import Args
from nepattern import BasePattern
# 表示 foo 参数需要匹配一个 @number 样式的字符串
args = Args["foo", BasePattern("@\d+")]
```
示例中可以传入 `str` 是因为 `str` 已经注册在了 `nepattern.global_patterns` 中，因此会替换为 `nepattern.global_patterns[str]`
`nepattern.global_patterns`默认支持的类型有：
- `str`: 匹配任意字符串
- `int`: 匹配整数
- `float`: 匹配浮点数
- `bool`: 匹配 `True` 与 `False` 以及他们小写形式
- `hex`: 匹配 `0x` 开头的十六进制字符串
- `url`: 匹配网址
- `email`: 匹配 `xxxx@xxx` 的字符串
- `ipv4`: 匹配 `xxx.xxx.xxx.xxx` 的字符串
- `list`: 匹配类似 `["foo","bar","baz"]` 的字符串
- `dict`: 匹配类似 `{"foo":"bar","baz":"qux"}` 的字符串
- `datetime`: 传入一个 `datetime` 支持的格式字符串，或时间戳
- `Any`: 匹配任意类型
- `AnyString`: 匹配任意类型，转为 `str`
- `Number`: 匹配 `int` 与 `float`，转为 `int`
同时可以使用 typing 中的类型：
- `Literal[X]`: 匹配其中的任意一个值
- `Union[X, Y]`: 匹配其中的任意一个类型
- `Optional[xxx]`: 会自动将默认值设为 `None`，并在解析失败时使用默认值
- `List[X]`: 匹配一个列表，其中的元素为 `X` 类型
- `Dict[X, Y]`: 匹配一个字典，其中的 key 为 `X` 类型，value 为 `Y` 类型
- ...
:::tip
几类特殊的传入标记：
- `"foo"`: 匹配字符串 "foo" (若没有某个 `BasePattern` 与之关联)
- `RawStr("foo")`: 匹配字符串 "foo" (不会被 `BasePattern` 替换)
- `"foo|bar|baz"`: 匹配 "foo" 或 "bar" 或 "baz"
- `[foo, bar, Baz, ...]`: 匹配其中的任意一个值或类型
- `Callable[[X], Y]`: 匹配一个参数为 `X` 类型的值，并返回通过该函数调用得到的 `Y` 类型的值
- `"re:xxx"`: 匹配一个正则表达式 `xxx`，会返回 Match[0]
- `"rep:xxx"`: 匹配一个正则表达式 `xxx`，会返回 `re.Match` 对象
- `{foo: bar, baz: qux}`: 匹配字典中的任意一个键, 并返回对应的值 (特殊的键 ... 会匹配任意的值)
- ...
:::
`MultiVar` 则是一个特殊的标注，用于告知解析器该参数可以接受多个值，其构造方法形如 `MultiVar(str)`。 同样的还有 `KeyWordVar`，其构造方法形如 `KeyWordVar(str)`，用于告知解析器该参数为一个 keyword-only 参数。
:::tip
`MultiVar` 与 `KeyWordVar` 组合时，代表该参数为一个可接受多个 key-value 的参数，其构造方法形如 `MultiVar(KeyWordVar(str))`
`MultiVar` 与 `KeyWordVar` 也可以传入 `default` 参数，用于指定默认值
`MultiVar` 不能在 `KeyWordVar` 之后传入
:::
### Option 和 Subcommand
`Option` 可以传入一组 `alias`，如 `Option("--foo|-F|--FOO|-f")` 或 `Option("--foo", alias=["-F"]`
传入别名后，`option` 会选择其中长度最长的作为选项名称。若传入为 "--foo|-f"，则命令名称为 "--foo"
:::tip 特别提醒!!!
在 Alconna 中 Option 的名字或别名**没有要求**必须在前面写上 `-`
:::
`Subcommand` 可以传入自己的 **Option** 与 **Subcommand**
他们拥有如下共同参数：
- `help_text`: 传入该组件的帮助信息
- `dest`: 被指定为解析完成时标注匹配结果的标识符，不传入时默认为选项或子命令的名称 (name)
- `requires`: 一段指定顺序的字符串列表，作为唯一的前置序列与命令嵌套替换
对于命令 `test foo bar baz qux <a:int>` 来讲，因为`foo bar baz` 仅需要判断是否相等, 所以可以这么编写：
```python
Alconna("test", Option("qux", Args.a[int], requires=["foo", "bar", "baz"]))
```
- `default`: 默认值，在该组件未被解析时使用使用该值替换。
特别的，使用 `OptionResult` 或 `SubcomanndResult` 可以设置包括参数字典在内的默认值：
```python
from arclet.alconna import Option, OptionResult
opt1 = Option("--foo", default=False)
opt2 = Option("--foo", default=OptionResult(value=False, args={"bar": 1}))
```
`Option` 可以特别设置传入一类 `Action`，作为解析操作
`Action` 分为三类：
- `store`: 无 Args 时， 仅存储一个值， 默认为 Ellipsis； 有 Args 时， 后续的解析结果会覆盖之前的值
- `append`: 无 Args 时， 将多个值存为列表， 默认为 Ellipsis； 有 Args 时， 每个解析结果会追加到列表中, 当存在默认值并且不为列表时， 会自动将默认值变成列表， 以保证追加的正确性
- `count`: 无 Args 时， 计数器加一； 有 Args 时， 表现与 STORE 相同, 当存在默认值并且不为数字时， 会自动将默认值变成 1， 以保证计数器的正确性。
`Alconna` 提供了预制的几类 `Action`：
- `store`(默认)，`store_value`，`store_true`，`store_false`
- `append`，`append_value`
- `count`
### Arparma
`Alconna.parse` 会返回由 **Arparma** 承载的解析结果
`Arparma` 会有如下参数：
- 调试类
- matched: 是否匹配成功
- error_data: 解析失败时剩余的数据
- error_info: 解析失败时的异常内容
- origin: 原始命令，可以类型标注
- 分析类
- header_match: 命令头部的解析结果，包括原始头部、解析后头部、解析结果与可能的正则匹配组
- main_args: 命令的主参数的解析结果
- options: 命令所有选项的解析结果
- subcommands: 命令所有子命令的解析结果
- other_args: 除主参数外的其他解析结果
- all_matched_args: 所有 Args 的解析结果
`Arparma` 同时提供了便捷的查询方法 `query[type]()`，会根据传入的 `path` 查找参数并返回
`path` 支持如下:
- `main_args`, `options`, ...: 返回对应的属性
- `args`: 返回 all_matched_args
- `main_args.xxx`, `options.xxx`, ...: 返回字典中 `xxx`键对应的值
- `args.xxx`: 返回 all_matched_args 中 `xxx`键对应的值
- `options.foo`, `foo`: 返回选项 `foo` 的解析结果 (OptionResult)
- `options.foo.value`, `foo.value`: 返回选项 `foo` 的解析值
- `options.foo.args`, `foo.args`: 返回选项 `foo` 的解析参数字典
- `options.foo.args.bar`, `foo.bar`: 返回选项 `foo` 的参数字典中 `bar` 键对应的值 ...
## 命名空间配置
命名空间配置 （以下简称命名空间） 相当于`Alconna`的设置，`Alconna`默认使用“Alconna”命名空间，命名空间有以下几个属性：
- name: 命名空间名称
- prefixes: 默认前缀配置
- separators: 默认分隔符配置
- formatter_type: 默认格式化器类型
- fuzzy_match: 默认是否开启模糊匹配
- raise_exception: 默认是否抛出异常
- builtin_option_name: 默认的内置选项名称(--help, --shortcut, --comp)
- enable_message_cache: 默认是否启用消息缓存
- compact: 默认是否开启紧凑模式
- strict: 命令是否严格匹配
- ...
### 新建命名空间并替换
```python
from arclet.alconna import Alconna, namespace, Namespace, Subcommand, Args, config
ns = Namespace("foo", prefixes=["/"])  # 创建 "foo"命名空间配置, 它要求创建的Alconna的主命令前缀必须是/
alc = Alconna("pip", Subcommand("install", Args["package", str]), namespace=ns) # 在创建Alconna时候传入命名空间以替换默认命名空间
# 可以通过with方式创建命名空间
with namespace("bar") as np1:
np1.prefixes = ["!"] # 以上下文管理器方式配置命名空间，此时配置会自动注入上下文内创建的命令
np1.formatter_type = ShellTextFormatter # 设置此命名空间下的命令的 formatter 默认为 ShellTextFormatter
np1.builtin_option_name["help"] = {"帮助", "-h"} # 设置此命名空间下的命令的帮助选项名称
# 你还可以使用config来管理所有命名空间并切换至任意命名空间
config.namespaces["foo"] = ns # 将命名空间挂载到 config 上
alc = Alconna("pip", Subcommand("install", Args["package", str]), namespace=config.namespaces["foo"]) # 也是同样可以切换到"foo"命名空间
```
### 修改默认的命名空间
```python
from arclet.alconna import config, namespace, Namespace
config.default_namespace.prefixes = [...] # 直接修改默认配置
np = Namespace("xxx", prefixes=[...])
config.default_namespace = np # 更换默认的命名空间
with namespace(config.default_namespace.name) as np:
np.prefixes = [...]
```
## 快捷指令
快捷命令可以做到标识一段命令, 并且传递参数给原命令
一般情况下你可以通过 `Alconna.shortcut` 进行快捷指令操作 (创建，删除)
`shortcut` 的第一个参数为快捷指令名称，第二个参数为 `ShortcutArgs`，作为快捷指令的配置：
```python
class ShortcutArgs(TypedDict):
"""快捷指令参数"""
command: NotRequired[DataCollection[Any]]
"""快捷指令的命令"""
args: NotRequired[list[Any]]
"""快捷指令的附带参数"""
fuzzy: NotRequired[bool]
"""是否允许命令后随参数"""
prefix: NotRequired[bool]
"""是否调用时保留指令前缀"""
```
### args的使用
```python
from arclet.alconna import Alconna, Args
alc = Alconna("setu", Args["count", int])
alc.shortcut("涩图(\d+)张", {"args": ["{0}"]})
# 'Alconna::setu 的快捷指令: "涩图(\\d+)张" 添加成功'
alc.parse("涩图3张").query("count")
# 3
```
### command的使用
```python
from arclet.alconna import Alconna, Args
alc = Alconna("eval", Args["content", str])
alc.shortcut("echo", {"command": "eval print(\\'{*}\\')"})
# 'Alconna::eval 的快捷指令: "echo" 添加成功'
alc.shortcut("echo", delete=True) # 删除快捷指令
# 'Alconna::eval 的快捷指令: "echo" 删除成功'
@alc.bind() # 绑定一个命令执行器, 若匹配成功则会传入参数, 自动执行命令执行器
def cb(content: str):
eval(content, {}, {})
alc.parse('eval print(\\"hello world\\")')
# hello world
alc.parse("echo hello world!")
# hello world!
```
当 `fuzzy` 为 False 时，第一个例子中传入 `"涩图1张 abc"` 之类的快捷指令将视为解析失败
快捷指令允许三类特殊的 placeholder：
- `{%X}`: 如 `setu {%0}`，表示此处填入快捷指令后随的第 X 个参数。
例如，若快捷指令为 `涩图`, 配置为 `{"command": "setu {%0}"}`, 则指令 `涩图 1` 相当于 `setu 1`
- `{*}`: 表示此处填入所有后随参数，并且可以通过 `{*X}` 的方式指定组合参数之间的分隔符。
- `{X}`: 表示此处填入可能的正则匹配的组：
- 若 `command` 中存在匹配组 `(xxx)`，则 `{X}` 表示第 X 个匹配组的内容
- 若 `command` 中存储匹配组 `(?P<xxx>...)`, 则 `{X}` 表示 **名字** 为 X 的匹配结果
除此之外, 通过 **Alconna** 内置选项 `--shortcut` 可以动态操作快捷指令
例如：
- `cmd --shortcut <key> <cmd>` 来增加一个快捷指令
- `cmd --shortcut list` 来列出当前指令的所有快捷指令
- `cmd --shortcut delete key` 来删除一个快捷指令
```python
from arclet.alconna import Alconna, Args
alc = Alconna("eval", Args["content", str])
alc.shortcut("echo", {"command": "eval print(\\'{*}\\')"})
alc.parse("eval --shortcut list")
# 'echo'
```
## 紧凑命令
`Alconna`,  `Option` 与 `Subcommand` 可以设置 `compact=True` 使得解析命令时允许名称与后随参数之间没有分隔：
```python
from arclet.alconna import Alconna, Option, CommandMeta, Args
alc = Alconna("test", Args["foo", int], Option("BAR", Args["baz", str], compact=True), meta=CommandMeta(compact=True))
assert alc.parse("test123 BARabc").matched
```
这使得我们可以实现如下命令：
```python
from arclet.alconna import Alconna, Option, Args, append
alc = Alconna("gcc", Option("--flag|-F", Args["content", str], action=append, compact=True))
print(alc.parse("gcc -Fabc -Fdef -Fxyz").query[list]("flag.content"))
# ['abc', 'def', 'xyz']
```
当 `Option` 的 `action` 为 `count` 时，其自动支持 `compact` 特性：
```python
from arclet.alconna import Alconna, Option, count
alc = Alconna("pp", Option("--verbose|-v", action=count, default=0))
print(alc.parse("pp -vvv").query[int]("verbose.value"))
# 3
```
## 模糊匹配
模糊匹配通过在 Alconna 中设置其 CommandMeta 开启
模糊匹配会应用在任意需要进行名称判断的地方，如 **命令名称**，**选项名称** 和 **参数名称** (如指定需要传入参数名称)。
```python
from arclet.alconna import Alconna, CommandMeta
alc = Alconna("test_fuzzy", meta=CommandMeta(fuzzy_match=True))
alc.parse("test_fuzy")
# test_fuzy is not matched. Do you mean "test_fuzzy"?
```
## 半自动补全
半自动补全为用户提供了推荐后续输入的功能
补全默认通过 `--comp` 或 `-cp` 或 `?` 触发：（命名空间配置可修改名称）
```python
from arclet.alconna import Alconna, Args, Option
alc = Alconna("test", Args["abc", int]) + Option("foo") + Option("bar")
alc.parse("test --comp")
'''
output
以下是建议的输入：
* <abc: int>
* --help
* -h
* -sct
* --shortcut
* foo
* bar
'''
```
## Duplication
**Duplication** 用来提供更好的自动补全，类似于 **ArgParse** 的 **Namespace**
普通情况下使用，需要利用到 **ArgsStub**、**OptionStub** 和 **SubcommandStub** 三个部分
以pip为例，其对应的 Duplication 应如下构造:
```python
from arclet.alconna import Alconna, Args, Option, OptionResult, Duplication, SubcommandStub, Subcommand, count
class MyDup(Duplication):
    verbose: OptionResult
    install: SubcommandStub
alc = Alconna(
    "pip",
    Subcommand(
        "install",
        Args["package", str],
        Option("-r|--requirement", Args["file", str]),
        Option("-i|--index-url", Args["url", str]),
    ),
    Option("-v|--version"),
    Option("-v|--verbose", action=count),
)
res = alc.parse("pip -v install ...") # 不使用duplication获得的提示较少
print(res.query("install"))
# (value=Ellipsis args={'package': '...'} options={} subcommands={})
result = alc.parse("pip -v install ...", duplication=MyDup)
print(result.install)
# SubcommandStub(_origin=Subcommand('install', args=Args('package': str)), _value=Ellipsis, available=True, args=ArgsStub(_origin=Args('package': str), _value={'package': '...'}, available=True), dest='install', options=[OptionStub(_origin=Option('requirement', args=Args('file': str)), _value=None, available=False, args=ArgsStub(_origin=Args('file': str), _value={}, available=False), dest='requirement', aliases=['r', 'requirement'], name='requirement'), OptionStub(_origin=Option('index-url', args=Args('url': str)), _value=None, available=False, args=ArgsStub(_origin=Args('url': str), _value={}, available=False), dest='index-url', aliases=['index-url', 'i'], name='index-url')], subcommands=[], name='install')
```
**Duplication** 也可以如 **Namespace** 一样直接标明参数名称和类型：
```python
from typing import Optional
from arclet.alconna import Duplication
class MyDup(Duplication):
package: str
file: Optional[str] = None
url: Optional[str] = None
```
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