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項目簡介：使用 Python3 抓取 12306 網站信息提供一個命令行的火車票查詢工具。通過該項目的實現，可以熟悉 Python3 基礎及網絡編程，以及 docopt，requests，prettytable 等庫的使用。

項目由小蝸牛發布在實驗樓，項目在線練習地址：Python3 實現火車票查詢工具，可以直接在教程中下載代碼使用demo。

一、實驗簡介

當你想查詢一下火車票信息的時候，你還在上 12306 官網嗎?或是打開你手機里的 APP?

下面讓我們來用 Python 寫一個命令行版的火車票查看器， 只要在命令行敲一行命令就能獲得你想要的火車票信息!如果你剛掌握了Python基礎，這將是個不錯的小練習。

1.1 知識點

• Python3 基礎知識的綜合運用
• docopt、requests 及 prettytable 庫的使用

1.2 效果截圖

二、接口設計

一個應用寫出來最終是要給人使用的，哪怕只是給你自己使用。

所以，首先應該想想你希望怎么使用它?讓我們先給這個小應用起個名字吧，既然及查詢票務信息，那就叫它 tickets 好了。

我們希望用戶只要輸入出發站，到達站以及日期就讓就能獲得想要的信息，比如要查看8月25號上海-北京的火車余票， 我們只需輸入：

$ tickets shanghai beijing 2016-08-25 

注意： 由于實驗樓環境中無法輸入中文，所以我們的參數設計為拼音的形式，在這里思考下使用拼音是否有什么弊端?

對這一接口進行抽象得到：

$ tickets from to date 

另外，火車有各種類型，高鐵、動車、特快、快速和直達，我們希望可以提供選項只查詢特定的一種或幾種的火車，所以，我們應該有下面這些選項：

• -g 高鐵
• -d 動車
• -t 特快
• -k 快速
• -z 直達

這幾個選項應該能被組合使用，所以，最終我們的接口應該是這個樣子的：

$ tickets [-gdtkz] from to date 

接口已經確定好了，剩下的就是實現它了。

三、代碼實現

首先安裝一下實驗需要用到的庫：

$ sodo pip install requests prettytable docopt 

• requests, 不用不多介紹了吧，使用 Python 訪問 HTTP 資源的必備庫。
• docopt, Python3 命令行參數解析工具。
• prettytable, 格式化信息打印工具，能讓你像 MySQL 那樣打印數據。

3.1 解析參數

Python有很多寫命令行參數解析工具，如 argparse, docopt, click，這里我們選用的是 docopt 這個簡單易用的工具。docopt 可以按我們在文檔字符串中定義的格式來解析參數，比如我們在 tickets.py：

注意： 實驗樓中無法輸入中文，參數后的中文可以使用拼音代替。

# coding: utf-8 
"""Train tickets query via command-line. 
 
Usage: 
    tickets [-gdtkz] <from> <to> <date> 
 
Options: 
    -h,--help   顯示幫助菜單 
    -g          高鐵 
    -d          動車 
    -t          特快 
    -k          快速 
    -z          直達 
 
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()  

下面我們運行一下這個程序：

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

我們得到下面的結果：

3.2 獲取數據

參數已經解析好了，下面就是如何獲取數據了，這也是最主要的部分。首先我們打開 12306，進入余票查詢頁面，如果你使用 Chrome，那么按 F12 打開開發者工具，選中 Network 一欄，在查詢框鐘我們輸入 上海 到 北京，日期 2016-08-25, 點擊查詢，我們在調試工具發現，查詢系統實際上請求了這個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格式的數據!

接下來問題就簡單了，我們只需要構建請求URL然后解析返回的Json數據就可以了。但是我們發現，URL里面 from_station 和 to_station 并不是漢字或者拼音，而是一個代號，而我們想要輸入的是漢字或者拼音，我們要如何獲取代號呢?我們打開網頁源碼看看有沒有什么發現。

果然，我們在網頁里面找到了這個鏈接：https://kyfw.12306.cn/otn/resources/js/framework/station_name.js?station_version=1.8955 這里面貌似是包含了所有車站的中文名，拼音，簡寫和代號等信息。但是這些信息擠在一起，而我們只想要車站的拼音和大寫字母的代號信息，怎么辦呢?

正則表達式就是答案，我們寫個小腳本來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，上面的正則表達式匹配出的結果轉為字典后，字典的鍵是大寫字母大號，這顯然不是我們想要的結果，于是，我們通過一個變換將鍵值反過來。 我們運行這個腳本，它將以字典的形式返回所有車站和它的大寫字母代號, 我們將結果重定向到 stations.py 中，

$ python3 parse_station.py > stations.py 

我們為這個字典加名字，stations, 最終，stations.py文件是這樣的：

現在，用戶輸入車站的中文名，我們就可以直接從這個字典中獲取它的字母代碼了：

... 
from stations import stations 
 
def cli(): 
    arguments = docopt(__doc__) 
    from_staion = stations.get(arguments['<from>']) 
    to_station = stations.get(arguments['<to>']) 
    date = arguments['<date>'] 
    # 構建URL 
    url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/lcxxcx/query?purpose_codes=ADULT&queryDate={}&from_station={}&to_station={}'.format( 
        date, from_staion, to_station 
    )  

萬事俱備，下面我們來請求這個URL獲取數據吧!這里我們使用 requests 這個庫, 它提供了非常簡單易用的接口，

... 
import requests 
 
def cli(): 
    ... 
    # 添加verify=False參數不驗證證書 
    r = requests.get(url, verify=False) 
    print(r.json())  

從結果中，我們可以觀察到，與車票有關的信息需要進一步提取：

def cli(): 
    ... 
    r = requsets.get(url); 
    rows = r.json()['data']['datas']  

3.3 解析數據

我們封裝一個簡單的類來解析數據：

from prettytable import PrettyTable 
 
 
class TrainCollection(object): 
 
    # 顯示車次、出發/到達站、 出發/到達時間、歷時、一等坐、二等坐、軟臥、硬臥、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): 
        """ 
        獲取車次運行時間 
        """ 
        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 = [ 
                # 車次 
                row['station_train_code'], 
                # 出發、到達站 
                '\n'.join([row['from_staion_name'], row['to_station_name']]), 
                # 出發、到達時間 
                '\n'.join([row['start_time'], row['arrive']]), 
                # 歷時 
                self._get_duration(row), 
                # 一等坐 
                row['zy_num'], 
                # 二等坐 
                row['ze_num'], 
                # 軟臥 
                row['rw_num'], 
                # 軟坐 
                row['yw_num'], 
                # 硬坐 
                row['yz_num'] 
            ] 
            yield train 
 
    def pretty_print(self): 
        """ 
        數據已經獲取到了，剩下的就是提取我們要的信息并將它顯示出來。 
        `prettytable`這個庫可以讓我們它像MySQL數據庫那樣格式化顯示數據。 
        """ 
        pt = PrettyTable() 
        # 設置每一列的標題 
        pt._set_field_names(self.header) 
        for train in self.trains: 
            pt.add_row(train) 
        print(pt)  

3.4 顯示結果

最后，我們將上述過程進行匯總并將結果輸出到屏幕上： 

... 
 
class TrainCollection: 
    ... 
    ... 
 
def cli(): 
    arguments = docopt(__doc__) 
    from_staion = stations.get(arguments['<from>']) 
    to_station = stations.get(arguments['<to>']) 
    date = arguments['<date>'] 
    # 構建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()  

3.5 最后一米

至此， 程序的主體已經完成了， 但是上面打印出的結果是黑白的，很是乏味，我們來給它添加顏色吧：

def colored(color, text): 
    table = { 
        'red': '\033[91m', 
        'green': '\033[92m', 
        # no color 
        'nc': '\033[0' 
    } 
    cv = table.get(color) 
    nc = table.get('nv') 
    return ''.join([cv, text, nc])  

修改一下程序，將出發車站與出發時間顯示為紅色， 將到達車站與到達時間顯示為綠色： 

... 
'\n'.join([colored('green', row['from_staion_name']) 
           colored('red', row['to_station_name'])]), 
'\n'.join([colored('green', row['start_time']) 
           colored('red', row['arrive_time'])]), 
...  

四、總結

本課程使用 Python3 抓取 12306 網站信息提供一個命令行的火車票查詢工具。通過該項目的實現，可以學習并實踐 Python3 基礎及網絡編程，以及 docopt，requests，prettytable 等庫的使用。

感興趣的同學可以實現更多擴展功能：

• 顯示商務坐， 無坐
• 添加參數支持，用戶可以指定火車類型
• 支持更多的時間格式，如：20161010

本項目的完整代碼及demo，可在實驗樓查看并在線完成，立即【開始實驗】

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