shlex —— 简单的词法分析

源代码: Lib/shlex.py


shlex 类可用于编写类似 Unix shell 的简单词法分析程序。通常可用于编写“迷你语言”(如 Python 应用程序的运行控制文件)或解析带引号的字符串。

shlex 模块中定义了以下函数:

shlex.split(s, comments=False, posix=True)

用类似 shell 的语法拆分字符串 s。如果 commentsFalse (默认值),则不会解析给定字符串中的注释 (commenters 属性的 shlex 实例设为空字符串)。 本函数默认工作于 POSIX 模式下,但若 posix 参数为 False,则采用非 POSIX 模式。

備註

Since the split() function instantiates a shlex instance, passing None for s will read the string to split from standard input.

3.9 版後已棄用: 在以后的 Python 版本中,给 s 传入 None 将触发异常。

shlex.join(split_command)

将列表 split_command 中的词法单元(token)串联起来,返回一个字符串。本函数是 split() 的逆运算。

>>> from shlex import join
>>> print(join(['echo', '-n', 'Multiple words']))
echo -n 'Multiple words'

为防止注入漏洞,返回值是经过 shell 转义的(参见 quote() )。

3.8 版新加入.

shlex.quote(s)

返回经过 shell 转义的字符串 s 。返回值为字符串,可以安全地用作 shell 命令行中的词法单元,可用于不能使用列表的场合。

警告

shlex 模块 仅适用于 Unix shell

在不兼容 POSIX 的 shell 或其他操作系统(如Windows)的shell上,并不保证 quote() 函数能够正常使用。在这种 shell 中执行用本模块包装过的命令,有可能会存在命令注入漏洞。

请考虑采用命令参数以列表形式给出的函数,比如带了 shell=False 参数的 subprocess.run()

以下用法是不安全的:

>>> filename = 'somefile; rm -rf ~'
>>> command = 'ls -l {}'.format(filename)
>>> print(command)  # executed by a shell: boom!
ls -l somefile; rm -rf ~

quote() 可以堵住这种安全漏洞:

>>> from shlex import quote
>>> command = 'ls -l {}'.format(quote(filename))
>>> print(command)
ls -l 'somefile; rm -rf ~'
>>> remote_command = 'ssh home {}'.format(quote(command))
>>> print(remote_command)
ssh home 'ls -l '"'"'somefile; rm -rf ~'"'"''

这种包装方式兼容于 UNIX shell 和 split()

>>> from shlex import split
>>> remote_command = split(remote_command)
>>> remote_command
['ssh', 'home', "ls -l 'somefile; rm -rf ~'"]
>>> command = split(remote_command[-1])
>>> command
['ls', '-l', 'somefile; rm -rf ~']

3.3 版新加入.

shlex 模块中定义了以下类:

class shlex.shlex(instream=None, infile=None, posix=False, punctuation_chars=False)

shlex 及其子类的实例是一种词义分析器对象。 利用初始化参数可指定从哪里读取字符。 初始化参数必须是具备 read()readline() 方法的文件/流对象,或者是一个字符串。 如果没有给出初始化参数,则会从 sys.stdin 获取输入。 第二个可选参数是个文件名字符串,用于设置 infile 属性的初始值。 如果 instream 参数被省略或等于 sys.stdin,则第二个参数默认为 "stdin"。 posix 参数定义了操作的模式:若 posix 不为真值(默认),则 shlex 实例将工作于兼容模式。 若运行于 POSIX 模式下,则 shlex 会尽可能地应用 POSIX shell 解析规则。 punctuation_chars 参数提供了一种使行为更接近于真正的 shell 解析的方式。 该参数可接受多种值:默认值、False、保持 Python 3.5 及更早版本的行为。 如果设为 True,则会改变对字符 ();<>|& 的解析方式:这些字符将作为独立的词法单元被返回(视作标点符号)。 如果设为非空字符串,则这些字符将被用作标点符号。 出现在 punctuation_chars 中的 wordchars 属性中的任何字符都会从 wordchars 中被删除。 请参阅 改进的 shell 兼容性 了解详情。 punctuation_chars 只能在创建 shlex 实例时设置,以后不能再作修改。

3.6 版更變: 加入 punctuation_chars 参数。

也參考

configparser 模块

配置文件解析器,类似于 Windows 的 .ini 文件。

shlex 对象

shlex 实例具备以下方法:

shlex.get_token()

返回一个词法单元。如果所有单词已用 push_token() 堆叠在一起了,则从堆栈中弹出一个词法单元。否则就从输入流中读取一个。如果读取时遇到文件结束符,则会返回 eof`(在非 POSIX 模式下为空字符串 `'',在 POSIX 模式下为 ``None)。

shlex.push_token(str)

将参数值压入词法单元堆栈。

shlex.read_token()

读取一个原始词法单元。忽略堆栈,且不解释源请求。(通常没什么用,只是为了完整起见。)

shlex.sourcehook(filename)

shlex 检测到源请求(见下面的 source),以下词法单元可作为参数,并应返回一个由文件名和打开的文件对象组成的元组。

通常本方法会先移除参数中的引号。如果结果为绝对路径名,或者之前没有有效的源请求,或者之前的源请求是一个流对象(比如 sys.stdin),那么结果将不做处理。否则,如果结果是相对路径名,那么前面将会加上目录部分,目录名来自于源堆栈中前一个文件名(类似于 C 预处理器对 #include "file.h" 的处理方式)。

结果被视为一个文件名,并作为元组的第一部分返回,元组的第二部分以此为基础调用 open() 获得。(注意:这与实例初始化过程中的参数顺序相反!)

此钩子函数是公开的,可用于实现路径搜索、添加文件扩展名或黑入其他命名空间。没有对应的“关闭”钩子函数,但 shlex 实例在返回 EOF 时会调用源输入流的 close() 方法。

若要更明确地控制源堆栈,请采用 push_source()pop_source() 方法。

shlex.push_source(newstream, newfile=None)

将输入源流压入输入堆栈。如果指定了文件名参数,以后错误信息中将会用到。sourcehook() 内部同样使用了本方法。

shlex.pop_source()

从输入堆栈中弹出最后一条输入源。当遇到输入流的 EOF 时,内部也使用同一方法。

shlex.error_leader(infile=None, lineno=None)

本方法生成一条错误信息的首部,以 Unix C 编译器错误标签的形式;格式为``'"%s", line %d: ',其中 ``%s 被替换为当前源文件的名称,%d 被替换为当前输入行号(可用可选参数覆盖)。

这是个快捷函数,旨在鼓励 shlex 用户以标准的、可解析的格式生成错误信息,以便 Emacs 和其他 Unix 工具理解。

shlex 子类的实例有一些公共实例变量,这些变量可以控制词义分析,也可用于调试。

shlex.commenters

将被视为注释起始字符串。从注释起始字符串到行尾的所有字符都将被忽略。默认情况下只包括 '#'

shlex.wordchars

可连成多字符词法单元的字符串。默认包含所有 ASCII 字母数字和下划线。在 POSIX 模式下,Latin-1 字符集的重音字符也被包括在内。如果 punctuation_chars 不为空,则可出现在文件名规范和命令行参数中的 ~-./*?= 字符也将包含在内,任何 punctuation_chars 中的字符将从 wordchars 中移除。如果 whitespace_split 设为 True,则本规则无效。

shlex.whitespace

将被视为空白符并跳过的字符。空白符是词法单元的边界。默认包含空格、制表符、换行符和回车符。

shlex.escape

将视为转义字符。仅适用于 POSIX 模式,默认只包含 '\'

shlex.quotes

将视为引号的字符。词法单元中的字符将会累至再次遇到同样的引号(因此,不同的引号会像在 shell 中一样相互包含。)默认包含 ASCII 单引号和双引号。

shlex.escapedquotes

quotes 中的字符将会解析 escape 定义的转义字符。这只在 POSIX 模式下使用,默认只包含 '"'

shlex.whitespace_split

若为 True,则只根据空白符拆分词法单元。这很有用,比如用 shlex 解析命令行,用类似 shell 参数的方式读取各个词法单元。当与 punctuation_chars 一起使用时,将根据空白符和这些字符拆分词法单元。

3.8 版更變: punctuation_chars 属性已与 whitespace_split 属性兼容。

shlex.infile

当前输入的文件名,可能是在类实例化时设置的,或者是由后来的源请求堆栈生成的。在构建错误信息时可能会用到本属性。

shlex.instream

shlex 实例正从中读取字符的输入流。

shlex.source

本属性默认值为 None。 如果给定一个字符串,则会识别为包含请求,类似于各种 shell 中的 source 关键字。 也就是说,紧随其后的词法单元将作为文件名打开,作为输入流,直至遇到 EOF 后调用流的 close() 方法,然后原输入流仍变回输入源。Source 请求可以在词义堆栈中嵌套任意深度。

shlex.debug

如果本属性为大于 1 的数字,则 shlex 实例会把动作进度详细地输出出来。若需用到本属性,可阅读源代码来了解细节。

shlex.lineno

源的行数(到目前为止读到的换行符数量加 1)。

shlex.token

词法单元的缓冲区。在捕获异常时可能会用到。

shlex.eof

用于确定文件结束的词法单元。在非 POSIX 模式下,将设为空字符串 '',在 POSIX 模式下被设为 None

shlex.punctuation_chars

只读属性。表示应视作标点符号的字符。标点符号将作为单个词法单元返回。然而,请注意不会进行语义有效性检查:比如 “>>>” 可能会作为一个词法单元返回,虽然 shell 可能无法识别。

3.6 版新加入.

解析规则

在非 POSIX 模式下时,shlex 会试图遵守以下规则:

  • 不识别单词中的引号(Do"Not"Separate 解析为一个单词 Do"Not"Separate);

  • 不识别转义字符;

  • 引号包裹的字符保留字面意思;

  • 成对的引号会将单词分离("Do"Separate 解析为 "Do"Separate);

  • 如果 whitespace_splitFalse,则未声明为单词字符、空白或引号的字符将作为单字符的词法单元返回。若为 True, 则 shlex 只根据空白符拆分单词。

  • EOF 用空字符串('')表示;

  • 空字符串无法解析,即便是加了引号。

在 POSIX 模式时,shlex 将尝试遵守以下解析规则:

  • 引号会被剔除,且不会拆分单词( "Do"Not"Separate" 将解析为单个单词 DoNotSeparate);

  • 未加引号包裹的转义字符(如 '\' )保留后一个字符的字面意思;

  • 引号中的字符不属于 escapedquotes (例如,"'"),则保留引号中所有字符的字面值;

  • 若引号包裹的字符属于 escapedquotes (例如 '"'),则保留引号中所有字符的字面意思,属于 escape 中的字符除外。仅当后跟后半个引号或转义字符本身时,转义字符才保留其特殊含义。否则,转义字符将视作普通字符;

  • EOF 用 None 表示;

  • 允许出现引号包裹的空字符串('')。

改进的 shell 兼容性

3.6 版新加入.

shlex 类提供了与常见 Unix shell(如 bashdash 和``sh``)的解析兼容性。为了充分利用这种兼容性,请在构造函数中设定 punctuation_chars 参数。该参数默认为 False,维持 3.6 以下版本的行为。如果设为 True,则会改变对 ();<>|& 字符的解析方式:这些字符都将视为单个的词法单元返回。虽然不算是完整的 shell 解析程序(考虑到 shell 的多样性,超出了标准库的范围),但确实能比其他方式更容易进行命令行的处理。以下代码段演示了两者的差异:

 >>> import shlex
 >>> text = "a && b; c && d || e; f >'abc'; (def \"ghi\")"
 >>> s = shlex.shlex(text, posix=True)
 >>> s.whitespace_split = True
 >>> list(s)
 ['a', '&&', 'b;', 'c', '&&', 'd', '||', 'e;', 'f', '>abc;', '(def', 'ghi)']
 >>> s = shlex.shlex(text, posix=True, punctuation_chars=True)
 >>> s.whitespace_split = True
 >>> list(s)
 ['a', '&&', 'b', ';', 'c', '&&', 'd', '||', 'e', ';', 'f', '>', 'abc', ';',
 '(', 'def', 'ghi', ')']

当然,返回的词法单元对 shell 无效,需要对返回的词法单元自行进行错误检查。

punctuation_chars 参数可以不传入 True ,而是传入包含特定字符的字符串,用于确定由哪些字符构成标点符号。例如:

>>> import shlex
>>> s = shlex.shlex("a && b || c", punctuation_chars="|")
>>> list(s)
['a', '&', '&', 'b', '||', 'c']

備註

如果指定了 punctuation_chars,则 wordchars 属性的参数会是 ~-./*?=。因为这些字符可以出现在文件名(包括通配符)和命令行参数中(如 --color=auto)。因此:

>>> import shlex
>>> s = shlex.shlex('~/a && b-c --color=auto || d *.py?',
...                 punctuation_chars=True)
>>> list(s)
['~/a', '&&', 'b-c', '--color=auto', '||', 'd', '*.py?']

不过为了尽可能接近于 shell ,建议在使用 punctuation_chars 时始终使用 posixwhitespace_split ,这将完全否定 wordchars

为了达到最佳效果,punctuation_chars 应与 posix=True 一起设置。(注意 posix=Falseshlex 的默认设置)。