怎么把Python和Bash結合在一起

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隨著Linux社區對命令行的依賴不斷增長，UNIX shell（如bash和zsh）已發展成為極其強大的工具，可以補充UNIX shell的經驗。使用bash和其他類似的shell，可以使用許多強大的功能，例如管道，文件名通配符以及從稱為腳本的文件中讀取命令的功能。

讓我們看一個真實的示例來演示命令行的功能。每次用戶登錄服務時，其用戶名都會記錄到一個文本文件中。對于此示例，讓我們找出有多少唯一用戶使用該服務。

以下示例中的一系列命令通過將較小的構建塊鏈接在一起，顯示了更復雜的實用工具的功能：

$ cat names.log | sort | uniq | wc -l

管道符號（|）用于將一個命令的標準輸出傳遞到下一命令的標準輸入。在此處的示例中，cat names.txt的輸出傳遞到sort命令中。sort命令的輸出是按字母順序重新排列文件的每一行。隨后將其傳遞給uniq命令，該命令將刪除所有重復的名稱。最后，uniq的輸出傳遞到wc命令。wc是計數命令，并且設置了-l標志，它返回行數。這使您可以將許多命令鏈接在一起。

但是，有時所需的內容可能會變得非常復雜，并且將命令鏈接在一起可能變得笨拙。在這種情況下，shell腳本就是答案。Shell腳本是由Shell讀取并按順序執行的命令列表。Shell腳本還支持某些編程語言基礎知識，例如變量，流控制和數據結構。Shell腳本對于將經常重復運行的批處理作業非常有用。不幸的是，shell腳本有一些缺點：

Shell腳本很容易變得過于復雜，并且對于想要改進或維護它們的開發人員來說是不可讀的。

這些shell腳本的語法和解釋器通常很笨拙且不直觀。語法越笨拙，對于必須使用這些腳本的開發人員來說，可讀性就越差。

該代碼通常無法在其他腳本中使用。腳本之間的代碼重用往往很困難，并且腳本往往非常特定于某個問題。

用于高級功能（例如HTML解析或HTTP請求）的庫不像現代編程和腳本語言那樣容易獲得。

這些問題會使shell腳本難以處理，并經常導致大量開發人員時間浪費。取而代之的是，Python編程語言可以用作非常有力的替代品。使用Python代替Shell腳本有很多好處：

默認情況下，所有主要的Linux發行版都安裝了Python。打開命令行并立即鍵入python，將使您進入Python解釋器。這種普遍性使它成為大多數腳本任務的明智選擇。

Python具有非常易于閱讀和理解的語法。它的風格強調簡約和簡潔的代碼，同時允許開發人員以適合shell腳本的準系統風格進行編寫。

Python是一種解釋型語言，這意味著沒有編譯階段。這使Python成為編寫腳本的理想語言,它允許您以解釋的方式快速嘗試新代碼。這使開發人員可以快速修改，而不必將整個程序寫到文件中。

Python是一種功能齊全的編程語言。代碼重用很簡單，因為Python模塊可以輕松導入并在任何Python腳本中使用。腳本可以輕松擴展或構建。

Python可以使用出色的標準庫和數以千計的第三方庫來處理各種高級實用程序，例如解析器和請求庫。例如，Python的標準庫包括日期時間庫，該庫允許將日期解析為指定的任何格式并將其與其他日期輕松比較。

但Python不應替換所有bash命令。編寫以UNIX方式運行的Python程序（即讀入標準輸入并寫入標準輸出）與為現有的shell命令（如cat和sort）編寫Python替代品一樣強大。

讓我們以本文前面已解決的問題為基礎。除了已經完成的工作之外，讓我們找出某個用戶已登錄系統的次數。uniq命令僅刪除重復項，但不提供有關有多少重復項的信息。代替uniq，Python腳本可以用作鏈中的另一個命令。這是一個執行此操作的Python程序（在我的示例中，我將此文件稱為namescount.py）：

#!/usr/bin/env python  import sys  if __name__ == "__main__":      # Initialize a names dictionary as empty to start with.      # Each key in this dictionary will be a name and the value      # will be the number of times that name appears.      names = {}      # sys.stdin is a file object. All the same functions that      # can be applied to a file object can be applied to sys.stdin.      for name in sys.stdin.readlines():              # Each line will have a newline on the end              # that should be removed.              namename = name.strip()              if name in names:                      names[name] += 1              else:                      names[name] = 1      # Iterating over the dictionary,      # print name followed by a space followed by the      # number of times it appeared.      for name, count in names.iteritems():              sys.stdout.write("%d\t%s\n" % (count, name))

讓我們看看這個Python腳本如何適合命令鏈。首先，它從通過sys.stdin對象公開的標準輸入中讀取輸入。任何輸出都將寫入sys.stdout對象，這是在Python中實現標準輸出的方式。Python字典（在其他語言中通常稱為哈希映射）用于獲取從用戶名到重復計數的映射。要獲得所有用戶的數量，請執行以下操作：

$ cat names.log | python namescount.py

顯示用戶出現的次數以及用戶名的計數。接下來要做的是按順序顯示最常使用該系統的用戶。這可以在Python級別完成，但是讓我們使用核心UNIX實用程序已經提供的實用程序來實現它。以前，我使用sort命令對字母進行排序。如果命令提供了-rn標志，它將按降序對行進行數字排序。隨著Python腳本按標準輸出，只需將命令通過管道傳遞到sort并檢索所需的輸出：

$ cat names.log | python namescount.py | sort -rn

這是將Python用作命令鏈一部分的強大示例。在這種情況下使用Python的優點如下：

•  與cat和sort等工具鏈接的能力。簡單的實用程序（逐行讀取文件并以數字方式對文件進行排序）由久經考驗的UNIX命令處理。這些命令也逐行讀取，這意味著這些功能可以縮放到大型文件，而且速度很快。

•  當需要在鏈中進行一些繁重的工作時，可以編寫一個非常清晰，簡潔的Python腳本，該腳本將執行其所需的工作，然后將責任轉移給鏈中的下一個鏈接。

•  它是一個可重用的模塊，盡管此示例專門針對名稱，但是如果您向此輸入中包含重復行的任何輸入，它將打印出每行和重復的數量。通過將Python代碼模塊化，可以將其應用于各種場景。

為了展示以模塊化和管道方式組合Python腳本的強大功能，讓我們進一步把問題放大。讓我們找到該服務的前五名用戶。head是一個命令，它允許您指定一定數量的行以顯示給定的標準輸入。將其添加到命令鏈中將得到以下內容：

$ cat names.log | python namescount.py | sort -rn | head -n 5

這僅顯示前五個用戶，而忽略其余用戶。同樣，要使五個用戶最少使用該服務，可以使用tail命令，該命令采用相同的參數。將Python命令打印到標準輸出的結果使可以構建和擴展其功能。

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