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Python 实现火车票查询工具(北邮在线荐读)

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Python 实现火车票查询工具(北邮在线荐读)

分享之前我还是要推荐下我自己建的Python开发学习群:628979297,群里都是学Python开发的,如果你正在学习Python ,小编欢迎你加入,今天分享的这个案例已经上传到群文件,大家都是软件开发党,不定期分享干货(只有Python软件开发相关的),包括我自己整理的一份2018最新的Python进阶资料和高级开发教程,欢迎进阶中和进想深入Python的小伙伴。

一、实验简介

由于 12306 的接口经常变化,课程内容可能很快过期,如果遇到接口问题,需要根据最新的接口对代码进行适当修改才可以完成实验。

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。

1.1 知识点

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Python 基础知识的综合运用

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·

docopt、requests、colorama 及 prettytable 库的使用

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·

setuptools 的使用

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1.2 效果截图

二、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,比如要查看10月30号上海-北京的火车余票, 我们只需输入:

$ python tickets.py 上海 北京 2016-10-30

注意:上面的日期(包括后面的)是笔者写文章时确定的日期,当你在做这个项目的时候可能要根据当前时间做适当调整。

转化为程序语言就是:

$ python tickets.py 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:

$ python tickets.py [-gdtkz] from to date

接口已经确定好了,剩下的就是实现它了。

三、代码实现

首先安装一下实验需要用到的库:

$ sudo pip3 install requests prettytable docopt colorama

·

requests,使用 Python 访问 HTTP 资源的必备库。

·

·

docopt,Python3 命令行参数解析工具。

·

·

prettytable, 格式化信息打印工具,能让你像 MySQL 那样打印数据。

·

·

colorama,命令行着色工具

·

3.1 解析参数

Python有很多写命令行参数解析工具,如 argparse, docopt, click,这里我们选用的是 docopt 这个简单易用的工具。docopt 可以按我们在文档字符串中定义的格式来解析参数,比如我们在 tickets.py 中写下下面的内容(实验楼环境下,通过点击右下角的键盘小图标可以选择中文输入法):

# coding: utf-8"""命令行火车票查看器

Usage:

tickets [-gdtkz]

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 北京 上海 2016-10-10

tickets -dg 成都 南京 2016-10-10

"""from docopt import docoptdef cli(): """command-line interface"""

arguments = docopt(__doc__)

print(arguments)if __name__ == '__main__':

cli()

上面的程序中, docopt 会根据我们在 docstring 中的定义的格式自动解析出参数并返回一个字典,也就是 arguments, 我们打印出了这个字典的内容。下面我们运行一下这个程序, 比如查询一下10月30号从成都到南京的动车和高铁:

$ python tickets.py -dg 成都 南京 2016-10-10

我们得到下面的参数解析结果:

3.2 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。首先我们用实验楼环境的Firefox浏览打开 12306,进入余票查询页面,按下 F12 打开开发者工具,选中 Network 一栏,在查询框中随便查询一次,我们在调试工具观察下请求和响应:

注意到上面的请求 URL ,它是由基 URL https://kyfw.12306.cn/otn/lcxxcx/query 加四个参数构成的,这四个参数分别代表,查询的类型(成人?学生?),日期,出发车站,到达车站:

再来看看响应:

返回的是JSON格式的数据! 我们打开返回的数据看看:

可以看到一列火车的数据用 Python 的语言说就是一个字典。

接下来问题就简单了,我们只需要利用这个接口, 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里面参数 from_station 和 to_station 并不是汉字,而是一个代号,而我们想要输入的是汉字,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。

果然,这里有个关于 station 的文件,打开看看:

station_names 是一个很长的字符串, 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。但是这些信息挤在一起,而我们只想要车站的拼音和大写字母的代号信息,怎么办呢? 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_station.py中:

import reimport requestsfrom pprint import pprint

url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/resources/js/framework/station_name.js?station_version=1.8971'

response = requests.get(url, verify=False)

stations = re.findall(u'([一-龥]+)|([A-Z]+)', response.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_station.py > stations.py

我们为这个字典加名字,stations, 最终,stations.py文件是这样的:

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 stationsdef cli():

arguments = docopt(__doc__)

from_station = stations.get(arguments[''])

to_station = stations.get(arguments[''])

date = arguments[''] # 构建URL

url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/lcxxcx/query?purpose_codes=ADULT&queryDate={}&from_station={}&to_station={}'.format(

date, from_station, 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, 它提供了非常简单易用的接口,

...import requestsdef 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);

print(r.json())

我们已经知道该请求返回的是JSON数据, 使用 requests 提供的 r.json() 可以将 JSON 数据转化为 Python 字典,上面我们打印了这个字典,运行程序,我们看到:

图中方框是一个字典,字典中的数据也就是一班列车的信息, 也就是说所有列车的信息都在一个包含多个字典的列表中, 而这个列表又嵌套了2个字典,就是图中的2个椭圆,所以,我们需要的信息应该这样来提取:

available_trains = r.json()['data']['datas']

3.3 解析数据

我们封装一个简单的类来解析数据:

class TrainsCollection:

header = '车次 车站 时间 历时 一等 二等 软卧 硬卧 硬座 无座'.split() def __init__(self, available_trains, options): """查询到的火车班次集合

:param available_trains: 一个列表, 包含可获得的火车班次, 每个

火车班次是一个字典

:param options: 查询的选项, 如高铁, 动车, etc...

"""

self.available_trains = available_trains

self.options = options def _get_duration(self, raw_train):

duration = raw_train.get('lishi').replace(':', '小时') + '分' if duration.startswith('00'): return duration[4:] if duration.startswith('0'): return duration[1:] return duration @property def trains(self): for raw_train in self.available_trains:

train_no = raw_train['station_train_code']

initial = train_no[0].lower() if not self.options or initial in self.options:

train = [

train_no,

' '.join([raw_train['from_station_name'],

raw_train['to_station_name']]), ' '.join([raw_train['start_time'],

raw_train['arrive_time']]),

self._get_duration(raw_train),

raw_train['zy_num'],

raw_train['ze_num'],

raw_train['rw_num'],

raw_train['yw_num'],

raw_train['yz_num'],

raw_train['wz_num'],

] yield train def pretty_print(self):

pt = PrettyTable()

pt._set_field_names(self.header) for train in self.trains:

pt.add_row(train)

print(pt)

3.4 显示结果

最后,我们将上述过程进行汇总并将结果输出到屏幕上:

...class TrainCollection:

...

...def cli(): """Command-line interface"""

arguments = docopt(__doc__)

from_station = stations.get(arguments[''])

to_station = stations.get(arguments[''])

date = arguments['']

url = ('https://kyfw.12306.cn/otn/lcxxcx/query?' 'purpose_codes=ADULT&queryDate={}&' 'from_station={}&to_station={}').format(

date, from_station, to_station

) # 获取参数

options = ''.join([

key for key, value in arguments.items() if value is True

])

r = requests.get(url, verify=False)

available_trains = r.json()['data']['datas']

TrainsCollection(available_trains, options).pretty_print()

运行下程序看看效果吧:

3.5 着色

至此, 程序的主体已经完成了, 但是上面打印出的结果是全是黑白的,很是乏味, 我们来给它添加点颜色吧! 这里我们使用 colorama 这个命令行着色工具:

from colorama import init, Foreinit()

修改一下程序,将出发车站与出发时间显示为绿色,到达车站与到达时间显示为红色:

...' '.join([Fore.GREEN + raw_train['from_station_name'] + Fore.RESET,

Fore.RED + raw_train['to_station_name'] + Fore.RESET]),' '.join([Fore.GREEN + raw_train['start_time'] + Fore.RESET,

Fore.RED + raw_train['arrive_time'] + Fore.RESET]),

...

现在再运行程序就可以像文章开始的效果图一样了!

3.6 完整代码

# coding: utf-8"""命令行火车票查看器

Usage:

tickets [-dgktz]

Options:

-h, --help 查看帮助

-d 动车

-g 高铁

-k 快速

-t 特快

-z 直达

Examples:

tickets 上海 北京 2016-10-10

tickets -dg 成都 南京 2016-10-10"""import requestsfrom docopt import docoptfrom prettytable import PrettyTablefrom colorama import init, Forefrom stations import stations

init()class TrainsCollection:

header = '车次 车站 时间 历时 一等 二等 软卧 硬卧 硬座 无座'.split() def __init__(self, available_trains, options): """查询到的火车班次集合

:param available_trains: 一个列表, 包含可获得的火车班次, 每个

火车班次是一个字典

:param options: 查询的选项, 如高铁, 动车, etc...

"""

self.available_trains = available_trains

self.options = options def _get_duration(self, raw_train):

duration = raw_train.get('lishi').replace(':', '小时') + '分' if duration.startswith('00'): return duration[4:] if duration.startswith('0'): return duration[1:] return duration @property def trains(self): for raw_train in self.available_trains:

train_no = raw_train['station_train_code']

initial = train_no[0].lower() if not self.options or initial in self.options:

train = [

train_no,

' '.join([Fore.GREEN + raw_train['from_station_name'] + Fore.RESET,

Fore.RED + raw_train['to_station_name'] + Fore.RESET]), ' '.join([Fore.GREEN + raw_train['start_time'] + Fore.RESET,

Fore.RED + raw_train['arrive_time'] + Fore.RESET]),

self._get_duration(raw_train),

raw_train['zy_num'],

raw_train['ze_num'],

raw_train['rw_num'],

raw_train['yw_num'],

raw_train['yz_num'],

raw_train['wz_num'],

] yield train def pretty_print(self):

pt = PrettyTable()

pt._set_field_names(self.header) for train in self.trains:

pt.add_row(train)

print(pt)def cli(): """Command-line interface"""

arguments = docopt(__doc__)

from_station = stations.get(arguments[''])

to_station = stations.get(arguments[''])

date = arguments['']

url = ('https://kyfw.12306.cn/otn/lcxxcx/query?' 'purpose_codes=ADULT&queryDate={}&' 'from_station={}&to_station={}').format(

date, from_station, to_station

)

options = ''.join([

key for key, value in arguments.items() if value is True

])

r = requests.get(url, verify=False)

available_trains = r.json()['data']['datas']

TrainsCollection(available_trains, options).pretty_print()if __name__ == '__main__':

cli()

四、Setup

上面的程序中我们运行程序的方式是这样的:

python3 tickets.py from to date

我们当然可以将脚本改成可执行的,然后这样执行:

./tickets.py from to date

但这也不是理想的方案,因为我们必须在脚本的目录下才能运行。我们想要的是在命令行的任何地方都可以这样运行:

ticktes from to date

这是可以实现的,我们需要借助 Python 的 SETUP 工具。写一个简单的 setup 脚本:

from setuptools import setupsetup(

name='tickets',

py_modules=['tickets', 'stations'],

install_requires=['requests', 'docopt', 'prettytable', 'colorama'],

entry_points={ 'console_scripts': ['tickets=tickets:cli']

}

)

在命令行运行一下:

python3 setup.py install

现在我们可以愉快的查询了:

五、总结

本课程使用 Python3 抓取 12306 网站信息提供一个命令行的火车票查询工具。通过该项目的实现,可以学习并实践 Python3 基础及网络编程,以及 docopt,requests,prettytable,colorama 等库的使用

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