如何在CommonLisp中解析命令行参数

clingon

clingon 是一个 Common Lisp 的命令行选项的解析器，它可以轻松地解析具有复杂格式的命令行选项。例如，下面的代码可以打印给定次数的打招呼信息

#!/bin/sh
#|-*- mode:lisp -*-|#
#|
exec ros -Q -- $0 "$@"
|#
(progn ;;init forms
  (ros:ensure-asdf)
  #+quicklisp(ql:quickload '(clingon) :silent t)
  )

(defpackage :ros.script.hello.3868869124
  (:use :cl
        :clingon))
(in-package :ros.script.hello.3868869124)

(defun top-level/handler (cmd)
  (check-type cmd clingon:command)
  (let ((count (clingon:getopt cmd :count))
        (name (first (clingon:command-arguments cmd))))
    (dotimes (_ count)
      (declare (ignorable _))
      (format t "Hello ~A!~%" name))))

(defun main (&rest argv)
  (let ((app (clingon:make-command
              :handler #'top-level/handler
              :name "hello"
              :options (list
                        (clingon:make-option
                         :integer
                         :description "number of greetings"
                         :initial-value 1
                         :key :count
                         :long-name "count")))))
    (clingon:run app argv)))
;;; vim: set ft=lisp lisp:

稍微做一些解释。首先执行命令ros init hello生成上面的代码的雏形——加载依赖、包定义，以及空的函数main。为了加载 clingon，将其作为函数ql:quickload的参数。然后分别定义一个command、handler，以及option。

在 clingon 中，类clingon:command的实例对象表示一个可以在 shell 中被触发的命令，它们由函数clingon:make-command创建。每一个命令起码要有三个要素：

1. :handler，负责使用命令行选项、实现业务逻辑的函数；
2. :name，命令的名字，一般会被展示在命令的用法说明中；
3. :options，该命令所接受的选项。

此处的:handler就是函数top-level/handler，它会被函数clingon:run调用（依赖注入的味道），并将一个合适的clingon:command对象传入。:options目前只承载了一个选项的定义，即

                        (clingon:make-option
                         :integer
                         :description "number of greetings"
                         :initial-value 1
                         :key :count
                         :long-name "count")

它定义了一个值为整数的选项，在命令行中通过--count指定。如果没有传入该选项，那么在使用函数clingon:getopt取值时，会获得默认值 1。如果要从一个命令对象中取出这个选项的值，需要以它的:key参数的值作为参数来调用函数clingon:getopt，正如上面的函数top-level/handler所示。

子命令

clingon 也可以实现诸如git add、git branch这样的子命令特性。像add、branch这样的子命令，对于 clingon 而言仍然是类clingon:command的实例对象，只不过它们不会传递给函数clingon:run调度，而是传递给函数clingon:make-command的参数:sub-command，如下列代码所示

(defun top-level/handler (cmd)
  (declare (ignorable cmd)))

(defun main (&rest argv)
  (let ((app (clingon:make-command
              :handler #'top-level/handler
              :name "cli"
              :sub-commands (list
                             (clingon:make-command
                              :handler #'(lambda (cmd)
                                           (declare (ignorable cmd))
                                           (format t "Dropped the database~%"))
                              :name "dropdb")
                             (clingon:make-command
                              :handler #'(lambda (cmd)
                                           (declare (ignorable cmd))
                                           (format t "Initialized the database~%"))
                              :name "initdb")))))
    (clingon:run app argv)))

选项与参数

在 clingon 中通过命令行传递给进程的信息分为选项和参数两种形态，选项是通过名字来引用，而参数则通过它们的下标来引用。例如在第一个例子中，就定义了一个名为--count的选项，它在解析结果中被赋予了:count这个关键字，可以通过函数clingon:getopt来引用它的值；与之相反，变量name是从命令行中解析了选项后、剩余的参数中的第一个，它是以位置来标识的。clingon 通过函数clingon:make-option来定义选项，它提供了丰富的控制能力。

选项名称

选项有好几种名字，一种叫做:key，是在程序内部使用的名字，用作函数clingon:getopt的参数之一；一种叫做:long-name，一般为多于一个字符的字符串，如"count"，在命令行该名称需要带上两个连字符的前缀来使用，如--count 3；最后一种叫做:short-name，为一个单独的字符，如#\v，在命令行中带上一个连字符前缀来使用，如-v。

必要性与默认值

通过传入参数:required t给函数clingon:make-option，可以要求一个选项为必传的。例如下面的命令的选项--n就是必传的

(defun top-level/handler (cmd)
  (dotimes (i (clingon:getopt cmd :n))
    (declare (ignorable i))
    (format t ".")))

(defun main (&rest argv)
  (let ((app (clingon:make-command
              :handler #'top-level/handler
              :name "dots"
              :options (list
                        (clingon:make-option
                         :integer
                         :description "打印的英文句号的数量"
                         :key :n
                         :long-name "n"
                         :required t)))))
    (clingon:run app argv)))

如果不希望在一些最简单的情况下也要繁琐地编写--n 1这样的命令行参数，可以用:initial-value 1来指定。除此之外，也可以让选项默认读取指定的环境变量中的值，使用:env-vars指定环境变量名即可

(defun top-level/handler (cmd)
  (format t "Hello ~A~%" (clingon:getopt cmd :username)))

(defun main (&rest argv)
  (let ((app (clingon:make-command
              :handler #'top-level/handler
              :name "greet"
              :options (list
                        (clingon:make-option
                         :string
                         :description "用户名"
                         :env-vars '("GREETER_USERNAME")
                         :key :username
                         :long-name "username")))))
    (clingon:run app argv)))

可多次使用的选项

像curl中的选项-H就是可以多次使用的，每指定一次就可以在请求中添加一个 HTTP 头部，如下图所示

在 clingon 中可以通过往函数clingon:make-option传入:list来实现。当用clingon:getopt取出类型为:list的选项的值时，得到的是一个列表，其中依次存放着输入的值的字符串。

(defun top-level/handler (cmd)
  (let ((messages (clingon:getopt cmd :message)))
    (format t "~{~A~^~%~}" messages)))

(defun main (&rest argv)
  (let ((app (clingon:make-command
              :handler #'top-level/handler
              :name "commit"
              :options (list
                        (clingon:make-option
                         :list
                         :description "提交的消息"
                         :key :message
                         :long-name "message"
                         :short-name #\m)))))
    (clingon:run app argv)))

另一种情况是尽管没有值，但仍然多次使用同一个选项。例如命令ssh的选项-v，使用的次数越多（最多为 3 次），则ssh打印的调试信息也就越详细。这种类型的选项在 clingon 中称为:counter。

(defun top-level/handler (cmd)
  (format t "Verbosity: ~D~%" (clingon:getopt cmd :verbose)))

(defun main (&rest argv)
  (let ((app (clingon:make-command
              :handler #'top-level/handler
              :name "log"
              :options (list
                        (clingon:make-option
                         :counter
                         :description "啰嗦程度"
                         :key :verbose
                         :long-name "verbose"
                         :short-name #\v)))))
    (clingon:run app argv)))

信号选项

有一些选项只需要区分【有】和【没有】两种情况就可以了，而不需要在意这个选项的值——或者这类选项本身就不允许有值，例如docker run命令的选项-d和--detach。这种选项的类型为:boolean/true，如果指定了这个选项，那么取出来的值始终为t。与之相反，类型:boolean/false取出来的值始终为nil。

(defun top-level/handler (cmd)
  (let ((rv (software-type)))
    (when (clingon:getopt cmd :shout)
      (setf rv (concatenate 'string (string-upcase rv) "!!!!111")))

    (format t "~A~%" rv)))

(defun main (&rest argv)
  (let ((app (clingon:make-command
              :handler #'top-level/handler
              :name "info"
              :options (list
                        (clingon:make-option
                         :boolean/true
                         :description "大喊"
                         :key :shout
                         :long-name "shout")))))
    (clingon:run app argv)))

选择型选项

如果一个选项尽管接受的是字符串，但并非所有输入都是有意义的，例如命令dot的选项-T。从dot的 man 文档可以看到，它所支持的图片类型是有限的，如ps、pdf、png等。比起声明一个:string类型的选项，让 clingon 代劳输入值的有效性检查来得更轻松，这里可以使用:choice类型

(defun top-level/handler (cmd)
  (format t "~A~%" (clingon:getopt cmd :hash-type)))

(defun main (&rest argv)
  (let ((app (clingon:make-command
              :handler #'top-level/handler
              :name "digest"
              :options (list
                        (clingon:make-option
                         :choice
                         :description "哈希类型"
                         :items '("MD5" "SHA1")
                         :key :hash-type
                         :long-name "hash-type")))))
    (clingon:run app argv)))

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