Golang基于flag库实现一个命令行工具

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[1]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[2]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：

// 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[3]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
}

运行效果

好了，现在我们实现了两步，大家只需要把主流程里 TODO 的注释换成实际对下面 GetWeather 函数的调用即可，我们来看看运行效果。

$ opb -weather beijing

完美，一个展示天气状况的命令行工具就做完了。这里的 opb 是我们的 package 名称，大家可以自己试一下，包名更换为你喜欢的名称即可。

小结

其实开源社区各种能力基本都有同学研究过，大家可以打开思路，碰到知识点就思考如何能落地。笔者也是初学 flag 的时候本着实践的目的来试一试。正好发现了 html => markdown => terminal 打印这条路径，不一定是最好的，但作为一个 toy tool 足够了。

今天我们只是展示了下 flag 包的基础能力，建议示例代码大家都尝试跑一下看看，感兴趣的同学可以进一步了解如何基于 flag 包封装出更高级的应用。

审核编辑：汤梓红