代码收藏家 Python 零基础教程：从零开始构建你的首个命令行界面（CLI）应用！
终端？CLI？它们到底有啥用？🤔
朋友们，你们有没有这样的经历——在电视剧里看到黑客们敲着密密麻麻的代码，屏幕上疯狂滚动着指令，看起来就像是掌控世界的样子？😎 其实，那些神秘的窗口，就是 命令行终端，而他们运行的，就是CLI（Command Line Interface，命令行界面）应用！
CLI 应用的本质，就是一个可以在终端里运行的程序，你可以用它来执行各种任务，比如管理文件、运行服务器、查询天气，甚至写个计算器来帮你算账！今天，花姐就来手把手教你，用 Python 写一个简单但超实用的 CLI 计算器，让你轻松踏入 CLI 世界的大门！🚀
一、CLI 应用的基本组成部分
要理解 CLI 应用，我们得搞清楚几个关键概念：
命令（Command）：就是你在终端里敲的指令，比如 git、ls、python 这些都是命令。
子命令（Subcommand）：有些命令可以带不同的子命令，比如 git commit 中的 commit，就是 git 这个命令的一个子命令。
参数（Arguments）：用户输入的额外信息，比如 git commit -m "提交说明" 里的 "提交说明" 就是参数。
选项（Options/Flags）：用来调整命令行为，比如 -m 是 git commit 的一个选项。
今天，我们就来创建一个 Python CLI 计算器，它会支持四种运算：加、减、乘、除，并且可以通过命令行参数来指定计算内容！📊
二、项目结构：该怎么组织文件？📁
在开始写代码之前，我们先确定项目结构，这样代码更清晰，后期维护也更方便。
cli_calculator/
├── cli_calculator/
│ ├── calculator.py # 计算器核心逻辑
│ ├── __init__.py # 让 Python 把这个文件夹当作模块
│ └── __main__.py # CLI 入口文件
├── README.md # 项目介绍
├── requirements.txt # 依赖库
└── setup.py # 打包和安装配置
其中：
calculator.py：计算器的核心逻辑（加、减、乘、除）。__main__.py：处理用户输入，解析命令行参数，调用 calculator.py 里的函数。requirements.txt：列出项目依赖，让别人可以轻松安装你的 CLI 工具。setup.py：让 CLI 应用支持 pip install，这样你就能随时随地运行它！三、编写计算器逻辑（calculator.py）📖
首先，我们要写一个 Calculator 类，封装加减乘除的逻辑。
📌 代码如下：
class Calculator:
"""一个简单的 CLI 计算器"""
def add(self, a, b):
"""加法运算"""
return a + b
def sub(self, a, b):
"""减法运算"""
return a - b
def mul(self, a, b):
"""乘法运算"""
return a * b
def div(self, a, b):
"""除法运算（注意不能除以 0）"""
if b == 0:
raise ValueError("错误：除数不能为 0！")
return a / b
📌 代码解释：
Calculator 类定义了 add()、sub()、mul() 和 div() 方法，分别处理加、减、乘、除运算。div() 方法里加了一个错误检查，如果用户输入 0 作为除数，会抛出 ValueError，防止程序崩溃。四、用 argparse 解析命令行参数（main.py）🖥
现在，我们来编写 CLI 的核心部分，使用 argparse 模块解析命令行参数。
📌 代码如下：
import argparse
from cli_calculator.calculator import Calculator
def main():
"""CLI 主入口"""
calculator = Calculator()
# 创建 ArgumentParser 对象
parser = argparse.ArgumentParser(prog="计算器",description="简单的 CLI 计算器", epilog="示例用法：cli_calculator add 1 2")
# 创建子命令解析器
subparsers = parser.add_subparsers(title="操作符", dest="operator",required=True)
# 添加子命令（加、减、乘、除）
for op in ["add", "sub", "mul", "div"]:
sub_parser = subparsers.add_parser(op, help=f"{op} 两个数")
sub_parser.add_argument("a", type=float, help="第一个数")
sub_parser.add_argument("b", type=float, help="第二个数")
sub_parser.add_argument("-p","--precision", type=int, default=2, help="保留的小数位数")
# 解析参数
args = parser.parse_args()
print(args)
# 执行对应运算
if args.operator:
try:
operation = getattr(calculator, args.operator)
result = round(operation(args.a, args.b), args.precision)
print(f"计算结果 ：{result}")
except ValueError as e:
print(f"错误：{e}")
else:
parser.print_help()
if __name__ == "__main__":
main()
📌 代码解释：
argparse.ArgumentParser()：创建命令行解析器，并定义 CLI 的描述信息。parser.add_subparsers()：创建子命令解析器，用于解析 add、sub、mul、div 这些操作符。getattr(calculator, args.operator)：动态调用 Calculator 类中的方法（比如 add()）。round(result, args.precision)：计算结果四舍五入，控制小数位数。五、安装和运行 CLI 工具
📌 1. 创建 requirements.txt（列出项目依赖）：
setuptools
📌 2. 创建 setup.py（让 CLI 工具可安装）：
from setuptools import setup
setup(
name="cli_calculator",
version="1.0",
packages=["cli_calculator"],
entry_points={
"console_scripts": ["cli_calculator = cli_calculator.__main__:main"],
},
description="一个简单的 Python CLI 计算器",
author="花姐",
python_requires=">=3.6",
)
name=“cli_calculator”：指定你的包的名字是 cli_calculator。这个名字在 Python 包管理平台（比如 PyPI）中是唯一的，用户通过这个名字来安装包。
version=“1.0”：指定包的版本号是 1.0，你可以根据包的更新更改版本号。
packages=[“cli_calculator”]：这里列出了包含在包中的所有 Python 包。cli_calculator 是该包的主模块，它是一个文件夹，其中包含了实现代码。
entry_points：这个字段定义了一个或多个控制台脚本，这样用户可以通过命令行使用你的程序。具体来说：
"console_scripts": ["cli_calculator = cli_calculator.__main__:main"] 表示当用户在命令行中输入 cli_calculator 时，会调用 cli_calculator/__main__.py 文件中的 main() 函数。description=“一个简单的 Python CLI 计算器”：这是包的简短描述，会在 PyPI 上显示，帮助用户理解这个包的功能。
author=“花姐”：指定包的作者名字。这里的作者是“花姐”，就是我啦！
python_requires=“>=3.6”：这个字段指定了包的 Python 版本要求。表示该包要求 Python 版本为 3.6 或更高版本。
📌 3. 安装 CLI 工具：
pip install -e .
💡 解释：
pip install -e . 这个命令的 -e 代表 editable mode（可编辑模式），意思是我们安装的是当前项目的源码版本，而不是一个打包好的固定版本。pip install -e . -e的后面跟了一个点千万被忘记。. 在 Unix 和 Windows 命令行中表示当前目录。所以
pip install -e . 的意思是：在当前目录下查找 setup.py 文件，然后安装这个 Python 包。📌 什么时候去掉 -e？🤔
pip install -e . 适用于开发阶段，但如果你的项目已经完成，或者你想要安装一个稳定的、独立的版本，那就该去掉 -e 了，直接使用：
pip install .
这样，pip 会把你的包复制到 site-packages 目录，不会再链接到源码目录，即使修改代码，安装的版本也不会自动更新。
📌 pip install -e . 和 pip install . 的区别
| 命令 | 用途 |
|---|---|
pip install -e . |
开发阶段：以“可编辑模式”安装，修改源码会立即生效。 |
pip install . |
发布/部署阶段：安装一个固定版本，修改源码不会影响已安装的包。 |
📌 4. 运行 CLI 计算器：
cli_calculator add 6 9
cli_calculator div 6 9 -p 5
六、总结：你学到了什么？🎯
✅ 了解了 CLI 应用的基本概念。
✅ 掌握了 argparse，让 Python 脚本支持命令行参数。
✅ 用 Python 实现了一个 CLI 计算器，支持加减乘除运算。
✅ 学会了如何打包 CLI 应用，让它支持 pip install！
💡 现在，你可以尝试扩展这个 CLI 计算器，比如增加 sqrt（开方）、power（幂运算）等新功能！你就是命令行世界的新晋黑客了！😎
作者：花小姐的春天
