Golang开发命令行之flag包的使用方法

1、命令行工具概述

日常命令行操作，相对应的众多命令行工具是提高生产力的必备工具，鼠标能够让用户更容易上手，降低用户学习成本。 而对于开发者，键盘操作模式能显著提升生产力，还有在一些专业工具中， 大量使用快捷键代替繁琐的鼠标操作，能够使开发人员更加专注于工作，提高效率，因为键盘操作模式更容易产生肌肉记忆

举个栗子：我司业务研发，前些年在我们的强力推动下（被迫）转向使用了 git 作为版本控制，开始使用的是图形化“小乌龟”工具。后续出现几次问题解决起来较麻烦后，推荐其使用原生的 git 命令行。如今，使用 git 命令行操作版本控制可谓 “一顿操作猛如虎......”

命令行（键盘）操作在很大程度上可以提高工作效率，与之相对应的是鼠标（触屏等）操作，这两种模式是目前的主流人机交互方式

设计一款命令行工具的开发语言可以选择原始的 shell 、甚至是更原始的语言 C ，更为容易上手且功能更多的有 node 、 python 、 golang

本文是基于 golang 开发命令行工具的开篇，主要是基于 golang 原生内置的、轻量的 flag 包实现，用 golang 设计命令行工具而不用 shell 、 python 的原因这里就不做论述了

2、flag包介绍

flag 包用来解析命令行参数

相比简单的使用 os.Args 来获取命令行参数， flag 可以实现按照更为通用的命令行用法，例如 mysql -u root -p 123456 。其中 mysql 是命令行的名称即这个命令， -u 和 -p 分别是这个命令的两个参数：用户名和密码，后面接着的是对应的参数值，有了参数的声明之后，两个参数可以互换位置，参数值也可以选填或按照缺省(默认)值进行指定

flag 包支持的命令行参数的类型有 bool 、 int 、 int64 、 uint 、 uint64 、 float float64 、 string 、 duration

即布尔值、整型、浮点型、字符串、时间段类型

3、flag包命令行参数的定义

定义 flag 命令行参数，用来接收命令行输入的参数值，一般有以下两种方法

flag.TypeVar()：先定义参数（实际上是指针），再定义 flag.TypeVar 将命令行参数存储(绑定)到前面参数的值的指针(地址)

var name string
var age int
var height float64
var graduated bool
// &name 就是接收用户命令行中输入的-n后面的参数值
// 返回值是一个用来存储name参数的值的指针/地址
// 定义string类型命令行参数name，括号中依次是变量名、flag参数名、默认值、参数说明
flag.StringVar(&name, "n", "", "name参数,默认为空")
// 定义整型命令行参数age
flag.IntVar(&age,"a", 0, "age参数,默认为0")
// 定义浮点型命令行参数height
flag.Float64Var(&height,"h", 0, "height参数,默认为0")
// 定义布尔型命令行参数graduated
flag.BoolVar(&graduated,"g", false, "graduated参数,默认为false")

flag.Type()：用短变量声明的方式定义参数类型及变量名

// 定义string类型命令行参数name，括号中依次是flag参数名、默认值、参数说明
namePtr := flag.String("n", "", "name参数,默认为空")
// 定义整型命令行参数age
age := flag.Int("a", 0, "age参数,默认为0")
// 定义浮点型命令行参数height
height := flag.Float64("h", 0, "height参数,默认为0")
// 定义布尔型命令行参数graduated
graduated:= flag.Bool("g", false, "graduated参数,默认为false")

4、flag包命令行参数解析

固定用法，定义好参数后，通过调用 flag.Parse() 来对命令行参数进行解析写入注册的 flag 里，进而解析获取参数值，通过查看源码中也是调用的 os.Args

源码路径 go/src/flag/flag.go

// Parse parses the command-line flags from os.Args[1:]. Must be called
// after all flags are defined and before flags are accessed by the program.
func Parse() {
 // Ignore errors; CommandLine is set for ExitOnError.
 CommandLine.Parse(os.Args[1:])
}

进而查看 Parse 方法的源码

func (f *FlagSet) Parse(arguments []string) error {
 f.parsed = true
 f.args = arguments
 for {
  seen, err := f.parseOne()
  if seen {
   continue
  }
  if err == nil {
   break
  }
  switch f.errorHandling {
  case ContinueOnError:
   return err
  case ExitOnError:
   if err == ErrHelp {
    os.Exit(0)
   }
   os.Exit(2)
  case PanicOnError:
   panic(err)
  }
 }
 return nil
}

真正解析参数的是 parseOne 方法（这里省略源码），结论是

• 当遇到单独的一个 "-" 或不是 "-" 开始时，会停止解析
• 遇到连续的两个 "-" 时，解析停止
• 在终止符"-"之后停止
  

解析参数时，对于参数的指定方式一般有"-"、"--"、以及是否空格等方式，组合下来有如下几种方式

其中， -flag xxx 方式最为常用，如果参数是布尔型，只能用等号方式指定

5、flag包命令行帮助

flag 包默认会根据定义的命令行参数，在使用时如果不输入参数就打印对应的帮助信息

这样的帮助信息我们可以对其进行覆盖去改变默认的 Usage

package main

import (
    "flag"
    "fmt"
)

func main()  {
    var host string
    var port int
    var verbor bool
    var help bool
    // 绑定命令行参数与变量关系
    flag.StringVar(&host, "H", "127.0.0.1", "ssh host")
    flag.IntVar(&port, "P", 22, "ssh port")
    flag.BoolVar(&verbor, "v", false, "detail log")
    flag.BoolVar(&help, "h", false, "help")
    // 自定义-h
    flag.Usage = func() {
        fmt.Println(`
Usage: flag [-H addr] [-p port] [-v]

Options: 
    `)
        flag.PrintDefaults()
    }
    // 解析命令行参数
    flag.Parse()
    if help {
        flag.Usage()
    } else {
        fmt.Println(host, port, verbor)
    }
}
/*
  go run flag_args.go -h

Usage: flag [-H addr] [-p port] [-v]

Options:

  -H string
        ssh host (default "127.0.0.1")
  -P int
        ssh port (default 22)
  -h    help
  -v    detail log
 */

6、flag定义短参数和长参数

简单来说，短参数和长参数，就是例如我们在使用某些命令时，查看命令版本可以输入 -V ，也可以输入 --version 。这种情况下， flag 并没有默认支持，但是可以通过可以两个选项共享同一个变量来实现，即通过给某个相同的变量设置不同的选项，参数在初始化的时候其顺序是不固定的，因此还需要保证其拥有相同的默认值

package main

import (
  "fmt"
  "flag"
)

var logLevel string

func init() {
  const (
    defaultLogLevel = "DEBUG"
    usage = "set log level"
  )
  flag.StringVar(&logLevel, "log_level", defaultLogLevel, usage)
  flag.StringVar(&logLevel, "l", defaultLogLevel, usage + "(shorthand)")
}

func main() {
  flag.Parse()
  fmt.Println("log level:", logLevel)
}

通过 const 声明公共的常量，并在默认值以及帮助信息中去使用，这样就可以实现了

7、示例

实现计算字符串或目录下递归计算文件 md5 的命令，类似 linux 的 md5sum 命令

其中利用 bufio 分批次读取文件，防止文件过大时造成资源占用高

package main

import (
 "bufio"
 "crypto/md5"
 "flag"
 "fmt"
 "io"
 "os"
 "strings"
)

func md5reader(reader *bufio.Reader) string {  //
 hasher := md5.New()  // 定义MD5 hash计算器
 bytes := make([]byte, 1024*1024*10)  // 分批次读取文件

 for {
  n, err := reader.Read(bytes)
  if err != nil {
   if err != io.EOF {
    return ""
   }
   break
  } else {
   hasher.Write(bytes[:n])
  }
 }
 return fmt.Sprintf("%x", hasher.Sum(nil))
}

func md5file(path string) (string, error) {
 file, err := os.Open(path)
 if err != nil {
  return "", err
 } else {
  defer file.Close()
  return md5reader(bufio.NewReader(file)), nil
 }
}

func md5str(txt string) (string, error) {
 return md5reader(bufio.NewReader(strings.NewReader(txt))), nil
 //return fmt.Sprintf("%x", md5.Sum([]byte(txt)))
}

func main()  {
 txt := flag.String("s", "", "md5 txt")
 path := flag.String("f", "", "file path")
 help := flag.Bool("h", false, "help")
 flag.Usage = func() {
  fmt.Println(`
Usage: md5 [-s 123abc] [-f path]
Options:
  `)
  flag.PrintDefaults()
 }
 flag.Parse()
 if *help || *txt == "" && *path == "" {
  flag.Usage()
 } else {
  var md5 string
  var err error
  if *path != "" {
   md5, err = md5file(*path)
  } else {
   md5, err = md5str(*txt)
  }
  if err != nil {
   fmt.Println(err)
  } else {
   fmt.Println(md5)
  }
 }
}

编译生成二进制文件

  go build -o md5go -x md5_bufio.go
  ll md5go 
-rwxr-xr-x  1 ssgeek  staff   1.9M Oct 2 00:54 md5go

测试使用

  ./md5go -h             

Usage: md5 [-s 123abc] [-f path]
Options:
                
  -f string
        file path
  -h    help
  -s string
        md5 txt
  ./md5go -s 123456
e10adc3949ba59abbe56e057f20f883e
  ./md5go -f md5_bufio.go
8607a07cbb98cec0e9abe14b0db0bee6

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