Python3 实现火车票查询工具

摘要：项目简介使用抓取网站信息提供一个命令行的火车票查询工具。项目由小蜗牛发布在实验楼，项目在线练习地址实现火车票查询工具，可以直接在教程中下载代码使用。命令行参数解析工具。

项目简介：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，可以熟悉 Python3 基础及网络编程，以及 docopt，requests，prettytable 等库的使用。

项目由小蜗牛发布在实验楼，项目在线练习地址：Python3 实现火车票查询工具，可以直接在教程中下载代码使用demo。

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。

Python3 基础知识的综合运用

docopt、requests 及 prettytable 库的使用

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8月25号上海-北京的火车余票， 我们只需输入：

$ tickets shanghai beijing 2016-08-25

注意： 由于实验楼环境中无法输入中文，所以我们的参数设计为拼音的形式，在这里思考下使用拼音是否有什么弊端？

对这一接口进行抽象得到：

$ tickets 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：

$ tickets [-gdtkz] from to date

接口已经确定好了，剩下的就是实现它了。

首先安装一下实验需要用到的库：

$ sodo pip install requests prettytable docopt

requests, 不用不多介绍了吧，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。

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：

注意： 实验楼中无法输入中文，参数后的中文可以使用拼音代替。

# coding: utf-8
"""Train tickets query via command-line.

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 beijing shanghai 2016-08-25
"""
from docopt import docopt

def cli():
    """command-line interface"""
    arguments = docopt(__doc__)
    print(arguments)

if __name__ == "__main__":
    cli()

下面我们运行一下这个程序：

$ python3 tickets.py beijing shanghai 2016-08-25

我们得到下面的结果：

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。首先我们打开 12306，进入余票查询页面，如果你使用 Chrome，那么按 F12 打开开发者工具，选中 Network 一栏，在查询框钟我们输入 上海 到 北京，日期 2016-08-25, 点击查询，我们在调试工具发现，查询系统实际上请求了这个URL：

https://kyfw.12306.cn/otn/lcxxcx/query?purpose_codes=ADULT&queryDate=2016-07-01&from_station=SHH&to_station=BJP

并且返回的是JSON格式的数据！

接下来问题就简单了，我们只需要构建请求URL然后解析返回的Json数据就可以了。但是我们发现，URL里面 from_station 和 to_station 并不是汉字或者拼音，而是一个代号，而我们想要输入的是汉字或者拼音，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，我们在网页里面找到了这个链接：https://kyfw.12306.cn/otn/resources/js/framework/station_name.js?station_version=1.8955 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？

正则表达式就是答案，我们写个小脚本来匹配提取出想要的信息吧, 在parse_station.py中：

# coding: utf-8

import re
import requests
from pprint import pprint


url = "https://kyfw.12306.cn/otn/resources/js/framework/station_name.js?station_version=1.8955"
text = requests.get(url, verify=False)
stations = re.findall(r"([A-Z]+)|([a-z]+)", text)
stations = dict(stations)
stations = dict(zip(stations.values(), stations.keys()))
pprint(stations, indent=4)

注意，上面的正则表达式匹配出的结果转为字典后，字典的键是大写字母大号，这显然不是我们想要的结果，于是，我们通过一个变换将键值反过来。 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 stations

def cli():
    arguments = docopt(__doc__)
    from_staion = 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_staion, 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 requests

def 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);
    rows = r.json()["data"]["datas"]

我们封装一个简单的类来解析数据：

from prettytable import PrettyTable


class TrainCollection(object):

    # 显示车次、出发/到达站、 出发/到达时间、历时、一等坐、二等坐、软卧、硬卧、硬座
    header = "train station time duration first second softsleep hardsleep hardsit".split()

    def __init__(self, rows):
        self.rows = rows

    def _get_duration(self.row):
        """
        获取车次运行时间
        """
        duration = row.get("lishi").replace(":", "h") + "m"
        if duration.startswith("00"):
            return duration[4:]
        if duration.startswith("0"):
            return duration[1:]
        return duration

    @property
    def trains(self):
        for row in self.rows:
            train = [
                # 车次
                row["station_train_code"],
                # 出发、到达站
                "
".join([row["from_staion_name"], row["to_station_name"]]),
                # 出发、到达时间
                "
".join([row["start_time"], row["arrive"]]),
                # 历时
                self._get_duration(row),
                # 一等坐
                row["zy_num"],
                # 二等坐
                row["ze_num"],
                # 软卧
                row["rw_num"],
                # 软坐
                row["yw_num"],
                # 硬坐
                row["yz_num"]
            ]
            yield train

    def pretty_print(self):
        """
        数据已经获取到了，剩下的就是提取我们要的信息并将它显示出来。
        `prettytable`这个库可以让我们它像MySQL数据库那样格式化显示数据。
        """
        pt = PrettyTable()
        # 设置每一列的标题
        pt._set_field_names(self.header)
        for train in self.trains:
            pt.add_row(train)
        print(pt)

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():
    arguments = docopt(__doc__)
    from_staion = 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_staion, to_station
    )
    r = requests.get(url, verify=False)
    rows = r.json()["data"]["datas"]
    trains = TrainCollection(rows)
    trains.pretty_print()


if __name__ == "__main__":
    cli()

至此， 程序的主体已经完成了， 但是上面打印出的结果是黑白的，很是乏味，我们来给它添加颜色吧：

def colored(color, text):
    table = {
        "red": "33[91m",
        "green": "33[92m",
        # no color
        "nc": "33[0"
    }
    cv = table.get(color)
    nc = table.get("nv")
    return "".join([cv, text, nc])

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

...
"
".join([colored("green", row["from_staion_name"])
           colored("red", row["to_station_name"])]),
"
".join([colored("green", row["start_time"])
           colored("red", row["arrive_time"])]),
...

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 等库的使用。

感兴趣的同学可以实现更多扩展功能：

显示商务坐， 无坐

添加参数支持，用户可以指定火车类型

支持更多的时间格式，如：20161010

本项目的完整代码及demo，可在实验楼查看并在线完成，立即【开始实验】

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