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基础及网络变成，以及docopt,requests,prettytable等库的使用。

项目由小蜗牛发布在实验楼，完整教程及在线练习地址：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、实验简洁

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
• docopt、requests 及 prettytable 库的使用

1.2 效果截图

Screenshot from 2017-02-26 15-03-29.png

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：

$ sudo 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.
   火车票通过命令行查询。
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 命令行接口"""
    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 2017-03-01

我们得到下面的结果：

{'-d': False,
 '-g': False,
 '-k': False,
 '-t': False,
 '-z': False,
 '': '2016-08-25',
 '': 'beijing',
 '': 'shanghai'}

3.2获取数据

擦书已经解析好了，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，在查询框中我们输入上海到北京，日期2017-03-03，点击查询，我们在调试工具发现，查询系统实际上请求了下面这两个URL:

https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/log?leftTicketDTO.train_date=2017-03-01&leftTicketDTO.from_station=SHH&leftTicketDTO.to_station=BJP&purpose_codes=ADULT
https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/query?leftTicketDTO.train_date=2017-03-01&leftTicketDTO.from_station=SHH&leftTicketDTO.to_station=BJP&purpose_codes=ADULT

并且返回的时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'
response = requests.get(url, verify=False)
stations = re.findall(r'@[^|]+'   #拼音缩写三位
                    r'\|([^|]+)'#站点名称
                    r'\|([^|]+)'#编码
                    r'\|[^|]+'  #拼音
                    r'\|[^|]+'  #拼音缩写
                    r'\|[^@]+'  #序号
                    ,response.text)
stations = dict(stations)
stations = dict(zip(stations.keys(), stations.values()))
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：

stations = {   '一间堡': 'YJT',
    '一面坡': 'YPB',
    '一面山': 'YST',
    '七台河': 'QTB',
    '七甸': 'QDM',
    '七营': 'QYJ',
    '七里河': 'QLD',
    '万乐': 'WEB',
    '万发屯': 'WFB',
    '万宁': 'WNQ',
  ...}

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 docopt import docopt
from stations import stations

def cli():
    """command-line interface 命令行接口"""
    arguments = docopt(__doc__)
    from_station =stations.get(arguments[''])
    to_station = stations.get(arguments[''])
    date = arguments['']
    # 构建URL
    url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/query?leftTicketDTO.train_date={}&leftTicketDTO.from_station={}&leftTicketDTO.to_station={}&purpose_codes=ADULT'.format(
        date, from_station, 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，并且将该方法存放在get_data.py文件中

import requests

requests.packages.urllib3.disable_warnings()

class GetData(object):

    def __init__(self, date, from_station, to_station):
        self.date = date
        self.from_station = from_station
        self.to_station = to_station

    def request_12306(self):
        """requests跟12306拿数据"""
        # 构建URL
        url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/log?leftTicketDTO.train_date={}&leftTicketDTO.from_station={}&leftTicketDTO.to_station={}&purpose_codes=ADULT'.format(
            self.date, self.from_station, self.to_station
        )
        # 添加verify=False参数不验证证书
        r = requests.get(url, verify=False)
        url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/query?leftTicketDTO.train_date={}&leftTicketDTO.from_station={}&leftTicketDTO.to_station={}&purpose_codes=ADULT'.format(
            self.date, self.from_station, self.to_station
        )
        r = requests.get(url, verify=False)
        return r.json()

3.3解析数据

我们在formats.py文件中封装一个简单的类来解析数据：

"""返回规范个格式的 table"""

from prettytable import PrettyTable
from colorama import init, Fore

class Formats(object):
    def __init__(self, datas, options):
        self.datas = datas
        self.options = options

    def format_data(self):
        """返回规范的 table"""
        ptable = PrettyTable()
        header = '车次 车站 时间 历时 一等 二等 软卧 硬卧 硬座 无座'.split()
        ptable._set_field_names(header)
        for train in self.datas:
            trains = train.get('queryLeftNewDTO')
            if trains is not None and trains != '':
                initial = trains['station_train_code'].lower()[0]
                if not self.options or initial in self.options:
                    ptable.add_row([trains['station_train_code'], Fore.GREEN 
                        + "%s -> %s" % (trains['from_station_name'], 
                        trains['to_station_name']) + Fore.RESET, 
                        Fore.RED + "%s -> %s" % (trains['start_time'], trains['arrive_time']) 
                        + Fore.RESET, trains['lishi'], trains['zy_num'], trains['ze_num'], 
                        trains['rw_num'], trains['yw_num'], trains['yz_num'], trains['wz_num']])
        return ptable

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：

from docopt import docopt
from stations import stations
from get_data import GetData
import formats
def cli():
    arguments = docopt(__doc__)
    from_station =stations.get(arguments[''])
    to_station = stations.get(arguments[''])
    date = arguments['']
    options = ''.join([
        key for key, value in arguments.items() if value is True
    ])
    data = GetData(date, from_station, to_station)
    result = data.request_12306()
    if result['httpstatus'] == 200 and result.get('data') is not None and result.get('data') != '':
        format_result = formats.Formats(result.get('data'), options)
        return format_result.format_data()
    else:
        return result['messages']

if __name__ == '__main__':
    print(cli())

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，可以学习实践Python3基础及网络编程，以及docopt，request，prettytable等使用。