當你想查詢一下火車票信息的時候，你還在上12306官網嗎？或是打開你手機里的APP？下面讓我們來用Python寫一個命令行版的火車票查看器, 只要在命令行敲一行命令就能獲得你想要的火車票信息！如果你剛掌握了Python基礎，這將是個不錯的小練習。
接口設計
一個應用寫出來最終是要給人使用的，哪怕只是給你自己使用。所以，首先應該想想你希望怎么使用它？讓我們先給這個小應用起個名字吧，既然及查詢票務信息，那就叫它tickets好了。我們希望用戶只要輸入出發站，到達站以及日期就讓就能獲得想要的信息，所以tickets應該這樣被使用：
$ tickets from to date
另外，火車有各種類型，高鐵、動車、特快、快速和直達，我們希望可以提供選項只查詢特定的一種或幾種的火車，所以，我們應該有下面這些選項：
- -g 高鐵
- -d 動車
- -t 特快
- -k 快速
- -z 直達
這幾個選項應該能被組合使用，所以，最終我們的接口應該是這個樣子的：
$ tickets [-gdtkz] from to date
接口已經確定好了，剩下的就是實現它了。
開發環境
寫Python程序的一個良好實踐是使用virtualenv這個工具建一個虛擬的環境。我們的程序使用Python3開發，下面在你的工作目錄下建一個文件夾tickets，進去創建一個虛擬環境：
$ virtualenv -p /usr/bin/python3 venv
通過下面的命令激活它：
$ . venv/bin/activate
解析參數
Python有很多寫命令行應用的工具，如argparse, docopt, options...這里，我們選用docopt這個簡單易用的工具，我們先安裝它：
$ pip3 install docopt
docopt可以按我們在文檔字符串中定義的格式來解析參數，在tickets.py中：
# coding: utf-8
"""Train tickets query via command-line.
Usage:
tickets [-gdtkz] <from> <to> <date>
Options:
-h,--help 顯示幫助菜單
-g 高鐵
-d 動車
-t 特快
-k 快速
-z 直達
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()
下面我們運行一下這個程序：
$ python3 tickets.py 上海 北京 2016-07-01
我們得到下面的參數解析結果：
{'-d': False, '-g': False, '-k': False, '-t': False, '-z': False, '<date>': '2016-07-01', '<from>': '上海', '<to>': '北京'}
獲取數據
參數已經解析好了，下面就是如何獲取數據了，這也是最主要的部分。首先我們打開12306，進入余票查詢頁面，如果你使用chrome，那么按F12打開開發者工具，選中Network一欄，在查詢框鐘我們輸入上海到北京，日期2016-07-01, 點擊查詢，我們在調試工具發現，查詢系統實際上請求了這個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格式的數據！接下來問題就簡單了，我們只需要構建請求URL然后解析返回的JSON數據就可以了。但是我們發現，URL里面from_station和to_station并不是漢字，而是一個代號，而用戶輸入的是漢字，我們要如何獲取代號呢？我們打開網頁源碼看看有沒有什么發現。
啊哈！果然，我們在網頁里面找到了這個鏈接：點我, 這里面貌似是包含了所有車站的中文名，拼音，簡寫和代號等信息, 我們在項目目錄下將它保存為stations.html。但是這些信息擠在一起，而我們只想要中文名和大寫字母的代號信息，怎么辦呢？
BINGO!正則表達式，我們寫個小腳本來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)
我們運行這個腳本，它將以字典的形式返回所有車站和它的大寫字母代號, 我們將結果重定向到stations.py中，
$ python3 parse.py > stations.py
我們為這個字典加名字，stations, 最終，stations.py文件是這樣的：
stations = {
'一間堡': 'YJT',
'一面坡': 'YPB',
...
'龍鎮': 'LZA',
'龍骨甸': 'LGM'
}
現在，用戶輸入車站的中文名，我們就可以直接從這個字典中獲取它的字母代碼了：
...
from stations import stations
def cli():
arguments = docopt(__doc__)
from_staion = stations.get(arguments['<from>'])
to_station = stations.get(arguments['<to>'])
date = arguments['<date>']
# 構建URL
url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/lcxxcx/query?purpose_codes=ADULT&queryDate={}&from_station={}&to_station={}'.format(
date, from_staion, to_station
)
萬事俱備，下面我們來請求這個URL獲取數據吧！這里我們使用requests這個庫, 先安裝它：
$ pip3 install requests
它提供了非常簡單易用的接口，
...
import requests
def cli():
...
# 添加verify=False參數, 不驗證證書
r = requests.get(url, verify=False)
print(r.json())
從結果中，我們可以觀察到，與車票有關的信息需要進一步提取：
def cli():
...
r = requsets.get(url);
rows = r.json()['data']['datas']
顯示結果
數據已經獲取到了，剩下的就是提取我們要的信息并將它顯示出來。prettytable這個庫可以讓我們它像MySQL數據庫那樣格式化顯示數據。
$ pip3 install prettytable
這樣使用它：
...
from prettytable import PrettyTable
def cli():
...
headers = '車次 車站 時間 歷時 商務 一等 二等 軟臥 硬臥 軟座 硬座 無座'.split()
pt = PrettyTable()
pt._set_field_names(headers)
for row in rows:
# 從row中根據headers過濾信息, 然后調用pt.add_row()添加到表中
...
print(pt)
練習
下面一些問題留給你做練習:
- 從每一行
row中按照headers過濾信息，將結果添加到prettytable中
像開始的圖片中那樣將出發站和到達站，出發時間和到達時間顯示為一列
添加顏色（提示：使用colorama, termcorlor或ANSI轉義字符）
添加異常處理，如果用戶輸入的車站或日期有錯誤怎么辦？如果網絡異常怎么辦？...
添加更多的日期格式支持: 比如用戶輸入20160701也可以查
添加參數支持，用戶可以指定火車類型
如果你還有問題，可以去github查看源碼, 或者來我的博客下面提問:
