【编程技巧(一)】在Perl、Shell和Python中传参与输出帮助文档

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基于本人对多种编程语言的粗浅了解,不论是哪种编程语言它的参数传递方式主要分为下面两类:

  • 直接传递(以Perl为例进行说明)

在调用脚本时,直接传递参数,如:./script.pl a b c

然后在脚本中用@ARGV变量获取这些参数

  • getopt方法

这种方法是大多数专业程序中都会用到的方法,使用的时候在参数名前加连接符,后面接上参数的实际赋值,例如:-a 1

不过getopt方法的参数解析方式略显复杂,下面会在具体的语言中进行逐一说明

直接传递的传参方式的优点是编写和使用起来很方便,但缺点很明显,参数的顺序是固定的,不能随意改变,每回使用时都需要确定各个参数分别是什么,而且一般采用这种传参方式的人是不会编写帮助文档的,所以一旦忘了只能查看源代码

getopt方法的优点是,传参方式灵活,而且采用这种传参方式的程序员一般都会在程序中添加帮助文档,因此这种传参方式对用户是非常友好的,但是对于程序员来说,则意味着他或她不得不多写好几行代码——所以一个好的程序员头顶凉凉是可以理解的~

以下我们只介绍第二种传参方法

1. Perl

1.1. Perl中getopt传参

Perl中的这个功能需要通过调用Getopt::Long模块实现

use Getopt::Long;

然后使用GetOptions函数承接传递的参数:

my ($var1,$var2,$var3,$var4); # 若使用"use strict"模式,则需要提前定义变量
GetOptions(
    "i:s"=>\$var1,
    "o:s"=>\$var2,
    "n:i"=>\$var3,
    "m:i"=>\$var4
    );

这样,你就可以通过以下的方式进行灵活的Perl脚本参数传递了:

$ perl perlscript.pl -i var1 -o var2 ...

1.2. Perl中输出帮助文档

可以使用POD文档实现在Perl中输出帮助文档,想了解更多关于POD文档的知识,请点 这里

=head1 part1

    doc in part1

=head2 part2

    doc in part2

.
.
.

=cut    # pod文档结束的标志

注意:每个=标签上下必须隔一行,否则就会错误解析。

pod2doc $0可以将程序中的文档打印出来,不过一般用在程序内部,当程序参数设定错误时打印pod文档:

die `pod2doc $0` if (...);

1.3. 实现实例

#!/usr/bin/perl
use strict;
use warnings;
use Getopt::Long;
use POSIX;

# 帮助文档
=head1 Description

    This script is used to split fasta file, which is too large with thosands of sequence

=head1 Usage

    $0 -i <input> -o <output_dir> [-n <seq_num_per_file>] [-m <output_file_num>]
    
=head1 Parameters

    -i  [str]   Input raw fasta file
    -o  [str]   Output file to which directory
    -n  [int]   Sequence number per file, alternate chose paramerter "-n" or "-m", if set "-n" and "-m" at the same time, only take "-n" parameter
    -m  [int]   Output file number (default:100)
=cut

my ($input,$output_dir,$seq_num,$file_num);
GetOptions(
    "i:s"=>\$input,
    "o:s"=>\$output_dir,
    "n:i"=>\$seq_num,
    "m:i"=>\$file_num
    );

die `pod2text $0` if ((!$input) or (!$output_dir));

.
.
.

2. Shell

2.1. Shell中的getopt传参

Shell中的这个功能可以通过getopts函数实现

getopts [option[:]] [DESCPRITION] VARIABLE

option:表示为某个脚本可以使用的选项

":":如果某个选项(option)后面出现了冒号(”:”),则表示这个选项后面可以接参数(即一段描述信息DESCPRITION)

VARIABLE:表示将某个选项保存在变量VARIABLE中

while getopts ":a:b:c:" opt
do
    case $opt in
        a)
        echo "参数a的值$OPTARG"
        ;;
        b)
        echo "参数b的值$OPTARG"
        ;;
        c)
        echo "参数c的值$OPTARG"
        ;;
        ?)
        echo "未知参数"
        exit 1;;
    esac
done

2.2. Shell中输出帮助文档

在Shell中编辑一个helpdoc( )的函数即可实现输出帮助文档

helpdoc(){
    cat <<EOF
Description:

    .
    .
    .

Usage:

    $0 -a <argv1> -b <argv2> -c <argv3> ...

Option:

    .
    .
    .
EOF
}

将你想要打印出来的帮助信息写在cat <<EOFEOF之间

之所以使用EOF来编写是因为,这是一种所见即所得的文本编辑形式(这个不好解释,请自行百度)

当你要打印帮助文档时,直接调用执行helpdoc( )函数即可

# 当没有指定参数时,即参数个数为0时,输出帮助文档并退出程序执行
if [ $# = 0 ]
then
    helpdoc()
    exit 1
fi

2.3. 实现实例

helpdoc(){
    cat <<EOF
Description:

    This shellscript is used to run the pipeline to call snp using GATK4
    - Data merge: merge multi-BAM files coresponding to specified strain
    - Data pre-processing: Mark Duplicates + Base (Quality Score) Recalibration
    - Call variants per-sample
    - Filter Variants: hard-filtering

Usage:

    $0 -S <strain name> -R <bwa index> -k <known-site> -i <intervals list>

Option:

    -S    strain name, if exist character "/", place "/" with "_" (Required)
    -R    the path of bwa index (Required)
    -k    known-sites variants VCF file
    -i    intervals list file,must be sorted (Required)
EOF
}

workdir="/work_dir"

# 若无指定任何参数则输出帮助文档
if [ $# = 0 ]
then
    helpdoc
    exit 1
fi

while getopts "hS:k:R:i:" opt
do
    case $opt in
        h)
            helpdoc
            exit 0
            ;;
        S)
            strain=$OPTARG
            # 检测输入的strain名是否合格:是否含有非法字符"/"
            if [[ $strain =~ "/" ]]
            then
                echo "Error in specifing strain name, if exist character \"/\", place \"/\" with \"_\""
                helpdoc
                exit 1
            fi
            if [ ! -d $workdir/SAM/$strain ]
            then
                echo "There is no such folder coresponding to $strain"
                helpdoc
                exit 1
            fi
            ;;
        R)
            index=$OPTARG
            ;;
        k)
            vcf=$OPTARG
            if [ ! -f $vcf ]
            then
                echo "No such file: $vcf"
                helpdoc
                exit 1
            fi
            ;;    
        i)
            intervals=$OPTARG
            if [ ! -f $bed ]
            then
                echo "No such file: $intervals"
                helpdoc
                exit 1
            fi
            ;;
        ?)
            echo "Unknown option: $opt"
            helpdoc
            exit 1
            ;;
    esac
done

.
.
.

3. Python

3.1. Python中的getopt传参

Python中的这种功能需要通过getopt模块实现

import getopt

Python脚本获得成对的参数名和参数值后,会分别把它们保存在一个字典变量中,参数名为key,参数值为value

opts,args = getopt.getopt(argv,"hi:o:t:n:",["ifile=","ofile=","time="])

getopt函数的使用说明:

argv:使用argv过滤掉第一个参数(它是执行脚本的名字,不应算作参数的一部分)

"hi:o:t:n:":使用短格式分析串,当一个选项只是表示开关状态时,即后面不带附加参数时,在分析串中写入选项字符。当选项后面是带一个附加参数时,在分析串中写入选项字符同时后面加一个”:” 号

["ifile=","ofile=","time="]: 使用长格式分析串列表,长格式串也可以有开关状态,即后面不跟”=” 号。如果跟一个等号则表示后面还应有一个参数

然后通过条件判断的方法对参数进行解析:

for opt,arg in opts:
    if opt in ("-h","--help"):
        print(helpdoc)
        sys.exit()
    elif opt in ("-i","--ifile"):
        infile = arg
    elif opt in ("-t","--time"):
        sleep_time = int(arg)
    .
    .
    .

3.2. Python中输出帮助文档

在Python中创建一个字符串变量helpdoc即可实现输出帮助文档

helpdoc = '''
Description

    ...

Usage

    python pyscript.py -i/--ifile <input file> -o/--ofile <output file> -t/--time <int> ...

Parameters

    -h/--help
        Print helpdoc
    -i/--ifile
        Input file, including only one column with sampleId
    -o/--ofile
        Output file, including two columns, the 1st column is sampleId, the 2nd column is attribute information
    -t/--time
        Time for interval (seconds, default 5s)
    ...
'''

在需要时将这个变量打印出来即可:

try:
    opts,args = getopt.getopt(argv,"hi:o:t:n:",["ifile=","ofile=","time="])
    if len(opts) == 0:
        print("Options Error!\n\n"+helpdoc)
        sys.exit(2)
except getopt.GetoptError:
    print("Options Error!\n\n"+helpdoc)
    sys.exit(2)

3.3. 实现实例

import getopt

.
.
.

if __name__ == '__main__':
    ...
    helpdoc = '''
Description

    This script is used to grab SRA sample attributes information based on SampleId

Usage

    python webspider_ncbiBiosample.py -i/--ifile <input file> -o/--ofile <output file> -t/--time <int> -n/--requests-number <int>

Parameters

    -h/--help
        Print helpdoc
    -i/--ifile
        Input file, including only one column with sampleId
    -o/--ofile
        Output file, including two columns, the 1st column is sampleId, the 2nd column is attribute information
    -t/--time
        Time for interval (seconds, default 5s)
    -n/--requests-number
        Setting the requests number between interval (default 10)
'''

    # 获取命令行参数
    try:
        opts,args = getopt.getopt(argv,"hi:o:t:n:",["ifile=","ofile=","time="])
        if len(opts) == 0:
            print("Options Error!\n\n"+helpdoc)
            sys.exit(2)
    except getopt.GetoptError:
        print("Options Error!\n\n"+helpdoc)
        sys.exit(2)

    # 设置参数
    for opt,arg in opts:
        if opt in ("-h","--help"):
            print(helpdoc)
            sys.exit()
        elif opt in ("-i","--ifile"):
            infile = arg
        elif opt in ("-o","--ofile"):
            outfile = arg
            # 若指定的输出文件已经存在,让用户决定覆盖该文件,还是直接退出程序
            if os.path.exists(outfile):
                keyin = input("The output file you specified exists, rewrite it?([y]/n: ")
                if keyin in ("y","Y",""):
                    os.remove(outfile)
                elif keyin in ("n","N"):
                    print("The output file existed!\n")
                    sys.exit(2)
                else:
                    print("Input error!\n")
                    sys.exit(2)
        elif opt in ("-t","--time"):
            sleep_time = int(arg)
        elif opt in ("-n","--requests-number"):
            requestNum = int(arg)
    
    .
    .
    .

参考资料:

(1) 本人github笔记:Perl进阶笔记

(2) 本人github笔记:实用小脚本

(3) 本人github笔记:Linux (Raspbian) 操作进阶——Shell编程

(4) Python 命令行参数和getopt模块详解

    原文作者:UnderStorm
    原文地址: https://www.jianshu.com/p/135381c91349
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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