用Python写一个命令行火车票查看器

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tickets

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_station和to_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'([\u4e00-\u9fa5]+)\|([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

下面一些问题留给你做练习:

从每一行row中按照headers过滤信息，将结果添加到prettytable中
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
添加颜色（提示：使用colorama, termcorlor或ANSI转义字符）
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？...
添加更多的日期格式支持: 比如用户输入20160701也可以查
添加参数支持，用户可以指定火车类型

如果你还有问题，可以去github查看源码, 或者来我的博客下面提问:

Github: https://github.com/protream/tickets
Blog: https://protream.github.io