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在开发命令行工具时，解析命令行参数是一个常见的需求。命令行参数允许用户在执行程序时传递配置选项或输入数据。Common Lisp作为一种功能强大的编程语言，提供了多种方法来解析命令行参数。本文将详细介绍如何在Common Lisp中解析命令行参数，包括基本方法、使用第三方库以及高级解析技巧。
命令行参数是指在执行程序时通过命令行传递的参数。这些参数通常用于配置程序的行为或提供输入数据。例如，在Unix/Linux系统中，ls -l命令中的-l就是一个命令行参数，用于指定以长格式列出文件。
命令行参数通常分为两种类型：
-或--开头的参数，通常用于配置程序的行为。例如，-h或--help通常用于显示帮助信息。-或--开头的参数，通常用于提供输入数据。例如，ls /home中的/home就是一个位置参数，用于指定要列出的目录。在Common Lisp中，命令行参数可以通过uiop:command-line-arguments函数获取。uiop是ASDF（Another System Definition Facility）的一部分，提供了许多实用工具函数。
(uiop:command-line-arguments)
这个函数返回一个包含所有命令行参数的列表。例如，如果执行以下命令：
$ my-program -v --output=result.txt input.txt
那么(uiop:command-line-arguments)将返回：
("--verbose" "--output=result.txt" "input.txt")
uiop:command-line-argumentsuiop:command-line-arguments函数是获取命令行参数的最简单方法。它返回一个包含所有命令行参数的列表，你可以根据需要对其进行解析。
(defun main ()
(let ((args (uiop:command-line-arguments)))
(dolist (arg args)
(format t "Argument: ~a~%" arg))))
这个简单的程序将打印出所有的命令行参数。
虽然uiop:command-line-arguments提供了命令行参数的基本访问方式，但在实际应用中，通常需要更复杂的解析逻辑。例如，你可能需要区分选项和位置参数，或者处理带有值的选项。
以下是一个手动解析命令行参数的示例：
(defun parse-args (args)
(let ((options '())
(positional-args '()))
(dolist (arg args)
(cond
((string= arg "--help")
(push '(:help . t) options))
((string= arg "--verbose")
(push '(:verbose . t) options))
((string-prefix-p "--output=" arg)
(push `(:output . ,(subseq arg (length "--output="))) options))
(t
(push arg positional-args))))
(values (nreverse options) (nreverse positional-args))))
(defun main ()
(multiple-value-bind (options positional-args)
(parse-args (uiop:command-line-arguments))
(format t "Options: ~a~%" options)
(format t "Positional Arguments: ~a~%" positional-args)))
在这个示例中，parse-args函数将命令行参数分为选项和位置参数，并返回两个列表。main函数调用parse-args并打印解析结果。
虽然手动解析命令行参数是可行的，但在处理复杂参数时，使用第三方库可以大大简化工作。以下是一些常用的Common Lisp命令行参数解析库。
unix-opts库unix-opts是一个轻量级的命令行参数解析库，支持短选项（如-h）和长选项（如--help）。
首先，你需要安装unix-opts库：
(ql:quickload "unix-opts")
以下是一个使用unix-opts的示例：
(defun main ()
(opts:define-opts
(:name :help
:description "Print this help message"
:short #\h
:long "help")
(:name :verbose
:description "Enable verbose output"
:short #\v
:long "verbose")
(:name :output
:description "Output file"
:short #\o
:long "output"
:arg-parser #'identity
:meta-var "FILE"))
(multiple-value-bind (options free-args)
(opts:get-opts)
(when (getf options :help)
(opts:describe
:prefix "My program"
:suffix "This is a simple example of using unix-opts.")
(uiop:quit))
(when (getf options :verbose)
(format t "Verbose mode enabled.~%"))
(when (getf options :output)
(format t "Output file: ~a~%" (getf options :output)))
(format t "Free arguments: ~a~%" free-args)))
在这个示例中，opts:define-opts用于定义命令行选项，opts:get-opts用于解析命令行参数并返回选项和自由参数。
cl-ppcre库cl-ppcre是一个强大的正则表达式库，可以用于解析复杂的命令行参数。虽然它不是专门用于命令行参数解析的库，但在某些情况下，它可以提供灵活的解析能力。
以下是一个使用cl-ppcre解析命令行参数的示例：
(defun parse-args (args)
(let ((options '())
(positional-args '()))
(dolist (arg args)
(cond
((cl-ppcre:scan "^--([^=]+)=(.*)$" arg)
(let ((key (cl-ppcre:regex-replace "^--([^=]+)=.*$" arg "\\1"))
(value (cl-ppcre:regex-replace "^--[^=]+=(.*)$" arg "\\1")))
(push `(,(intern (string-upcase key) :keyword) . ,value) options)))
((cl-ppcre:scan "^--([^=]+)$" arg)
(push `(,(intern (string-upcase (cl-ppcre:regex-replace "^--(.*)$" arg "\\1")) :keyword) . t) options))
(t
(push arg positional-args))))
(values (nreverse options) (nreverse positional-args))))
(defun main ()
(multiple-value-bind (options positional-args)
(parse-args (uiop:command-line-arguments))
(format t "Options: ~a~%" options)
(format t "Positional Arguments: ~a~%" positional-args)))
在这个示例中，cl-ppcre用于解析带有等号的选项（如--output=result.txt）和不带等号的选项（如--verbose）。
cl-argparse库cl-argparse是一个功能强大的命令行参数解析库，支持复杂的参数解析逻辑，包括子命令、多级参数、参数验证等。
首先，你需要安装cl-argparse库：
(ql:quickload "cl-argparse")
以下是一个使用cl-argparse的示例：
(defun main ()
(let ((parser (argparse:make-parser
:description "A simple example of using cl-argparse."
:epilog "This is the epilog.")))
(argparse:add-argument parser "--help" :help "Print this help message" :action :store-true)
(argparse:add-argument parser "--verbose" :help "Enable verbose output" :action :store-true)
(argparse:add-argument parser "--output" :help "Output file" :type 'string :metavar "FILE")
(argparse:add-argument parser "input" :help "Input file" :type 'string :nargs 1)
(let ((args (argparse:parse-args parser)))
(when (gethash "--help" args)
(argparse:print-help parser)
(uiop:quit))
(when (gethash "--verbose" args)
(format t "Verbose mode enabled.~%"))
(when (gethash "--output" args)
(format t "Output file: ~a~%" (gethash "--output" args)))
(format t "Input file: ~a~%" (first (gethash "input" args))))))
在这个示例中，argparse:make-parser用于创建一个参数解析器，argparse:add-argument用于添加命令行选项和参数，argparse:parse-args用于解析命令行参数并返回一个哈希表。
在某些复杂的命令行工具中，可能需要支持子命令。例如，git命令有commit、push、pull等子命令。cl-argparse库支持子命令解析。
以下是一个使用cl-argparse解析子命令的示例：
(defun main ()
(let ((parser (argparse:make-parser
:description "A simple example of using cl-argparse with subcommands."
:epilog "This is the epilog.")))
(let ((commit (argparse:add-subparser parser "commit" :help "Commit changes")))
(argparse:add-argument commit "--message" :help "Commit message" :type 'string :metavar "MESSAGE"))
(let ((push (argparse:add-subparser parser "push" :help "Push changes")))
(argparse:add-argument push "--force" :help "Force push" :action :store-true))
(let ((args (argparse:parse-args parser)))
(cond
((gethash "commit" args)
(format t "Commit message: ~a~%" (gethash "--message" args)))
((gethash "push" args)
(when (gethash "--force" args)
(format t "Force push enabled.~%")))))))
在这个示例中，argparse:add-subparser用于添加子命令，argparse:add-argument用于为子命令添加选项。
在某些情况下，命令行参数可能具有多级结构。例如，docker-compose命令支持多级参数。cl-argparse库支持多级参数解析。
以下是一个使用cl-argparse解析多级参数的示例：
(defun main ()
(let ((parser (argparse:make-parser
:description "A simple example of using cl-argparse with nested arguments."
:epilog "This is the epilog.")))
(let ((service (argparse:add-subparser parser "service" :help "Service commands")))
(let ((start (argparse:add-subparser service "start" :help "Start a service")))
(argparse:add-argument start "--name" :help "Service name" :type 'string :metavar "NAME"))
(let ((stop (argparse:add-subparser service "stop" :help "Stop a service")))
(argparse:add-argument stop "--name" :help "Service name" :type 'string :metavar "NAME"))))
(let ((args (argparse:parse-args parser)))
(cond
((gethash "start" args)
(format t "Starting service: ~a~%" (gethash "--name" args)))
((gethash "stop" args)
(format t "Stopping service: ~a~%" (gethash "--name" args)))))))
在这个示例中，argparse:add-subparser用于添加多级子命令，argparse:add-argument用于为子命令添加选项。
在解析命令行参数时，通常需要对参数进行验证，并为某些参数提供默认值。cl-argparse库支持参数验证和默认值设置。
以下是一个使用cl-argparse进行参数验证和设置默认值的示例：
(defun main ()
(let ((parser (argparse:make-parser
:description "A simple example of using cl-argparse with argument validation and default values."
:epilog "This is the epilog.")))
(argparse:add-argument parser "--port" :help "Port number" :type 'integer :default 8080 :metavar "PORT")
(argparse:add-argument parser "--host" :help "Host name" :type 'string :default "localhost" :metavar "HOST")
(let ((args (argparse:parse-args parser)))
(format t "Host: ~a~%" (gethash "--host" args))
(format t "Port: ~a~%" (gethash "--port" args)))))
在这个示例中，argparse:add-argument用于添加带有默认值的选项，argparse:parse-args用于解析命令行参数并返回一个哈希表。
以下是一个简单的命令行工具示例，它使用unix-opts库解析命令行参数并打印帮助信息、启用详细输出、指定输出文件。
(defun main ()
(opts:define-opts
(:name :help
:description "Print this help message"
:short #\h
:long "help")
(:name :verbose
:description "Enable verbose output"
:short #\v
:long "verbose")
(:name :output
:description "Output file"
:short #\o
:long "output"
:arg-parser #'identity
:meta-var "FILE"))
(multiple-value-bind (options free-args)
(opts:get-opts)
(when (getf options :help)
(opts:describe
:prefix "My program"
:suffix "This is a simple example of using unix-opts.")
(uiop:quit))
(when (getf options :verbose)
(format t "Verbose mode enabled.~%"))
(when (getf options :output)
(format t "Output file: ~a~%" (getf options :output)))
(format t "Free arguments: ~a~%" free-args)))
以下是一个复杂的命令行工具示例，它使用cl-argparse库解析子命令、多级参数、参数验证和默认值。
(defun main ()
(let ((parser (argparse:make-parser
:description "A complex example of using cl-argparse."
:epilog "This is the epilog.")))
(let ((service (argparse:add-subparser parser "service" :help "Service commands")))
(let ((start (argparse:add-subparser service "start" :help "Start a service")))
(argparse:add-argument start "--name" :help "Service name" :type 'string :metavar "NAME"))
(let ((stop (argparse:add-subparser service "stop" :help "Stop a service")))
(argparse:add-argument stop "--name" :help "Service name" :type 'string :metavar "NAME"))))
(let ((args (argparse:parse-args parser)))
(cond
((gethash "start" args)
(format t "Starting service: ~a~%" (gethash "--name" args)))
((gethash "stop" args)
(format t "Stopping service: ~a~%" (gethash "--name" args)))))))
在Common Lisp中解析命令行参数可以通过多种方式实现，从简单的手动解析到使用功能强大的第三方库。本文介绍了如何使用uiop:command-line-arguments、unix-opts、cl-ppcre和cl-argparse等工具来解析命令行参数，并提供了实际应用案例。希望本文能帮助你在Common Lisp中更高效地处理命令行参数。
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