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用Python写一个命令行火车票查看器

2019-02-11 10:24 程序君

Linux编程
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作者丨protream

https://www.jianshu.com/p/f411d7e10c41



当你想查询一下火车票信息的时候,你还在上12306官网吗?或是打开你手机里的APP?下面让我们来用Python写一个命令行版的火车票查看器, 只要在命令行敲一行命令就能获得你想要的火车票信息!如果你刚掌握了Python基础,这将是个不错的小练习。


接口设计


一个应用写出来最终是要给人使用的,哪怕只是给你自己使用。所以,首先应该想想你希望怎么使用它?让我们先给这个小应用起个名字吧,既然及查询票务信息,那就叫它tickets好了。我们希望用户只要输入出发站,到达站以及日期就让就能获得想要的信息,所以tickets应该这样被使用:


$ tickets from to date


另外,火车有各种类型,高铁、动车、特快、快速和直达,我们希望可以提供选项只查询特定的一种或几种的火车,所以,我们应该有下面这些选项:


-g 高铁

-d 动车

-t 特快

-k 快速

-z 直达

这几个选项应该能被组合使用,所以,最终我们的接口应该是这个样子的:


$ tickets [-gdtkz] from to date


接口已经确定好了,剩下的就是实现它了。


开发环境


写Python程序的一个良好实践是使用virtualenv这个工具建一个虚拟的环境。我们的程序使用Python3开发,下面在你的工作目录下建一个文件夹tickets,进去创建一个虚拟环境:


$ virtualenv -p /usr/bin/python3 venv


通过下面的命令激活它:


$ . venv/bin/activate


解析参数


Python有很多写命令行应用的工具,如argparse, docopt, options...这里,我们选用docopt这个简单易用的工具,我们先安装它:


$ pip3 install docopt


docopt可以按我们在文档字符串中定义的格式来解析参数,在tickets.py中:


# coding: utf-8

"""Train tickets query via command-line.

Usage:
    tickets [-gdtkz] <from> <to> <date>

Options: 
    -h,--help        显示帮助菜单
    -g               高铁
    -d               动车
    -t               特快
    -k               快速
    -z               直达

Example:
    tickets 南京 北京 2016-07-01
    tickets -dg 南京 北京 2016-07-01
"""

from docopt import docopt

def cli():
    """command-line interface""" 
    arguments = docopt(__doc__)
    print(arguments)

if __name__ == '__main__'
    cli()


下面我们运行一下这个程序:


$ python3 tickets.py 上海 北京 2016-07-01


我们得到下面的参数解析结果:


{'-d'False'-g'False'-k'False'-t'False'-z'False'<date>''2016-07-01''<from>''上海''<to>''北京'}


获取数据


参数已经解析好了,下面就是如何获取数据了,这也是最主要的部分。首先我们打开12306,进入余票查询页面,如果你使用chrome,那么按F12打开开发者工具,选中Network一栏,在查询框钟我们输入上海到北京,日期2016-07-01, 点击查询,我们在调试工具发现,查询系统实际上请求了这个URL


https://kyfw.12306.cn/otn/lcxxcx/query?purpose_codes=ADULT&queryDate=2016-07-01&from_station=SHH&to_station=BJP


并且返回的是JSON格式的数据!接下来问题就简单了,我们只需要构建请求URL然后解析返回的JSON数据就可以了。但是我们发现,URL里面from_stationto_station并不是汉字,而是一个代号,而用户输入的是汉字,我们要如何获取代号呢?我们打开网页源码看看有没有什么发现。


啊哈!果然,我们在网页里面找到了这个链接:点我, 这里面貌似是包含了所有车站的中文名,拼音,简写和代号等信息, 我们在项目目录下将它保存为stations.html。但是这些信息挤在一起,而我们只想要中文名和大写字母的代号信息,怎么办呢?


BINGO!正则表达式,我们写个小脚本来匹配提取出想要的信息吧, 在parse.py中:


# coding: utf-8
import re
from pprint import pprint

with open('stations.html''r'as f:
    text = f.read()
    stations = re.findall(u'([一-龥]+)|([A-Z]+)', text)
    pprint(dict(stations), indent=4)


我们运行这个脚本,它将以字典的形式返回所有车站和它的大写字母代号, 我们将结果重定向到stations.py中,


$ python3 parse.py > stations.py


我们为这个字典加名字,stations, 最终,stations.py文件是这样的:


stations = {    
    '一间堡''YJT',
    '一面坡''YPB',
     ... 
    '龙镇''LZA',
    '龙骨甸''LGM'
}


现在,用户输入车站的中文名,我们就可以直接从这个字典中获取它的字母代码了:


...
from stations import stations

def cli():
    arguments = docopt(__doc__)
    from_staion = stations.get(arguments['<from>'])
    to_station = stations.get(arguments['<to>'])
    date = arguments['<date>']
    # 构建URL
    url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/lcxxcx/query?purpose_codes=ADULT&queryDate={}&from_station={}&to_station={}'.format(
        date, from_staion, to_station
)


万事俱备,下面我们来请求这个URL获取数据吧!这里我们使用requests这个库, 先安装它:


$ pip3 install requests

它提供了非常简单易用的接口,


...
import requests

def cli():
    ...
    # 添加verify=False参数, 不验证证书
    r = requests.get(url, verify=False)
    print(r.json())


从结果中,我们可以观察到,与车票有关的信息需要进一步提取:


def cli():
    ...
    r = requsets.get(url);
    rows = r.json()['data']['datas']


显示结果


数据已经获取到了,剩下的就是提取我们要的信息并将它显示出来。


prettytable这个库可以让我们它像MySQL数据库那样格式化显示数据。


$ pip3 install prettytable


这样使用它:


...
from prettytable import PrettyTable

def cli():
    ...
    headers = '车次 车站 时间 历时 商务 一等 二等 软卧 硬卧 软座 硬座 无座'.split()
    pt = PrettyTable()
    pt._set_field_names(headers)
    for row in rows:
    # 从row中根据headers过滤信息, 然后调用pt.add_row()添加到表中
        ...
    print(pt)


练习


下面一些问题留给大家做练习:


从每一行row中按照headers过滤信息,将结果添加到prettytable中


    1.像开始的图片中那样将出发站和到达站,出发时间和到达时间显示为一列

    2.添加颜色(提示:使用colorama, termcorlor或ANSI转义字符)

    3.添加异常处理,如果用户输入的车站或日期有错误怎么办?如果网络异常怎么办?...

    4.添加更多的日期格式支持: 比如用户输入20160701也可以查

    5.添加参数支持,用户可以指定火车类型


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