使用 commons-cli 解析 Java 中的命令行选项

2021-08-19

5分钟阅读时长

让用户用命令行选项调整你的 Java 应用程序运行方式。

通常向终端中输入命令时，无论是启动 GUI 应用程序还是仅启动终端应用程序，都可以使用命令行选项 options or switches or flags （以下简称选项）来修改应用程序的运行方式。这是 POSIX 规范设定的标准，因此能够检测和解析选项对 Java 程序员而言是很有用的技能。

Java 中有若干种解析选项的方法，其中我最喜欢用的是 Apache Commons CLI 库，简称 commons-cli。

安装 commons-cli

如果你使用类似 Maven 之类的项目管理系统以及集成开发环境 Integrated Development Environment （简称 IDE），可以在项目属性（比如 pom.xml 配置文件或者 Eclipse 和 NetBeans 的配置选项卡）中安装 Apache Commons CLI 库。

而如果你采用手动方式管理库，则可以从 Apache 网站下载该库的最新版本。下载到本地的是几个捆绑在一起的 JAR 文件，你只需要其中的一个文件 commons-cli-X.Y.jar（其中 X 和 Y 代指最新版本号）。把这个 JAR 文件或手动或使用 IDE 添加到项目，就可以在代码中使用了。

将库导入至 Java 代码

在使用 commons-cli 库之前，必须首先导入它。对于本次选项解析的简单示例而言，可以先在 Main.java 文件中简单写入以下标准代码：

package com.opensource.myoptparser;

import org.apache.commons.cli.*;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
    // code 
    }
}

至此在 Java 中解析选项的准备工作已经做好了。

在 Java 中定义布尔选项

要实现解析选项，首先要定义应用程序可接收的有效选项。使用 Option（注意是单数）类来创建选项对象，使用 Options（注意是复数）类来追踪项目中创建的所有选项。

首先为选项创建一个组，按照惯例命名为 options：

    //code
    Options options = new Options();

接下来，通过列出短选项（即选项名简写）、长选项（即全写）、默认布尔值（LCTT 译注：设置是否需要选项参数，指定为 false 时此选项不带参，即为布尔选项）和帮助信息来定义选项，然后设置该选项是否为必需项（LCTT 译注：下方创建 alpha 对象的代码中未手动设置此项），最后将该选项添加到包含所有选项的 options 组对象中。在下面几行代码中，我只创建了一个选项，命名为 alpha：

    //define options
    Option alpha = new Option("a", "alpha", false, "Activate feature alpha");
    options.addOption(alpha);

在 Java 中定义带参选项

有时用户需要通过选项提供 true 或 false 以外的信息，比如给出配置文件、输入文件或诸如日期、颜色这样的设置项值。这种情况可以使用 builder 方法，根据选项名简写为其创建属性（例如，-c 是短选项，--config 是长选项）。完成定义后，再将定义好的选项添加到 options 组中：

    Option config = Option.builder("c").longOpt("config")
        .argName("config")
        .hasArg()
        .required(true)
        .desc("set config file").build();
    options.addOption(config);

builder 函数可以用来设置短选项、长选项、是否为必需项（本段代码中必需项设置为 true，也就意味着用户启动程序时必须提供此选项，否则应用程序无法运行）、帮助信息等。

使用 Java 解析选项

定义并添加所有可能用到的选项后，需要对用户提供的参数进行迭代处理，检测是否有参数同预设的有效短选项列表中的内容相匹配。为此要创建命令行 CommandLine 本身的一个实例，其中包含用户提供的所有参数（包含有效选项和无效选项）。为了处理这些参数，还要创建一个 CommandLineParser 对象，我在代码中将其命名为 parser。最后，还可以创建一个 HelpFormatter 对象（我将其命名为 helper），当参数中缺少某些必需项或者用户使用 --help 或 -h 选项时，此对象可以自动向用户提供一些有用的信息。

    // define parser
    CommandLine cmd;
    CommandLineParser parser = new BasicParser();
    HelpFormatter helper = new HelpFormatter();

最后，添加一些条件判断来分析用户提供的选项，我们假设这些选项已经作为命令行输入被获取并存储在 cmd 变量中。这个示例应用程序有两种不同类型的选项，但对这两种类型都可以使用 .hasOption 方法加上短选项名称来检测选项是否存在。检测到一个存在的选项后，就可以对数据做进一步操作了。

try {
    cmd = parser.parse(options, args);
    if(cmd.hasOption("a")) {
    System.out.println("Alpha activated");
    }

    if (cmd.hasOption("c")) {
    String opt_config = cmd.getOptionValue("config");
    System.out.println("Config set to " + opt_config);
    }
} catch (ParseException e) {
    System.out.println(e.getMessage());
    helper.printHelp("Usage:", options);
    System.exit(0);
}

解析过程有可能会产生错误，因为有时可能缺少某些必需项如本例中的 -c 或 --config 选项。这时程序会打印一条帮助信息，并立即结束运行。考虑到此错误（Java 术语中称为异常），在 main 方法的开头要添加语句声明可能的异常：

public static void main(String[] args) throws ParseException {

示例程序至此就大功告成了。

测试代码

你可以通过调整传递给代码的默认参数来在 IDE 中测试应用程序，或者创建一个 JAR 文件并在终端运行测试。这个过程可能会因 IDE 的不同而不同。具体请参阅相应的 IDE 文档，以及我写过的关于如何创建 JAR 文件的文章，或者参考 Daniel Oh 的关于如何使用 Maven 执行同样操作的文章。

首先，省略必需项 -c 或 --config 选项，检测解析器的异常处理：

$ java -jar dist/myapp.jar                 
Missing required option: c
usage: Usage:
 -a,--alpha             Activate feature alpha
 -c,--config &lt;config&gt;   Set config file

然后提供输入选项再进行测试：

java -jar dist/myantapp.jar --config foo -a
Alpha activated
Config set to foo

选项解析

为用户提供选项功能对任何应用程序来说都是很重要的。有了 Java 和 Apache Commons，要实现这个功能并不难。

以下是完整的演示代码，供读者参考：

package com.opensource.myapp;

import org.apache.commons.cli.*;

public class Main {
    
    /**
     * @param args the command line arguments
     * @throws org.apache.commons.cli.ParseException
     */ 
    public static void main(String[] args) throws ParseException {
        // define options
        Options options = new Options();
        
        Option alpha = new Option("a", "alpha", false, "Activate feature alpha");
        options.addOption(alpha);
        
        Option config = Option.builder("c").longOpt("config")
                .argName("config")
                .hasArg()
                .required(true)
                .desc("Set config file").build();
        options.addOption(config);
     
        // define parser
        CommandLine cmd;
        CommandLineParser parser = new BasicParser();
        HelpFormatter helper = new HelpFormatter();

        try {
            cmd = parser.parse(options, args);
            if(cmd.hasOption("a")) {
                System.out.println("Alpha activated");
            }
          
            if (cmd.hasOption("c")) {
                String opt_config = cmd.getOptionValue("config");
                System.out.println("Config set to " + opt_config);
            }
        } catch (ParseException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
            helper.printHelp("Usage:", options);
            System.exit(0);
        }
    }
}

使用 Java 和选项

选项使用户可以调整命令的工作方式。使用 Java 时解析选项的方法有很多，其中之一的 commons-cli 是一个强大而灵活的开源解决方案。记得在你的下一个 Java 项目中尝试一下哦。

via: https://opensource.com/article/21/8/java-commons-cli

作者：Seth Kenlon 选题：lujun9972 译者：unigeorge 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国荣誉推出