Python3 实现火车票查询工具

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。

一、实验简介

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。

1.1 知识点

  • Python3 基础知识的综合运用
  • docoptrequestsprettytable 库的使用

1.2 效果截图

此处输入图片的描述

二、接口设计

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。

三、代码实现

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。

3.1 解析参数

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] <from> <to> <date>

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:

此处输入图片的描述

3.2 获取数据

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_stationto_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:

此处输入图片的描述

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['<from>'])
    to_station = stations.get(arguments['<to>'])
    date = arguments['<date>']
    # 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']

3.3 解析数据

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
                '\n'.join([row['from_staion_name'], row['to_station_name']]),
                # 出发、到达时间
                '\n'.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)

3.4 显示结果

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['<from>'])
    to_station = stations.get(arguments['<to>'])
    date = arguments['<date>']
    # 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()

3.5 最后一米

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': '\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,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:

...
'\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、总结

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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