如何使用Python编写vim插件

前言

vim是个伟大的编辑器，不仅在于她特立独行的编辑方式，还在于她强大的扩展能力。然而，vim自身用于写插件的语言vimL功能有很大的局限性，实现功能复杂的插件往往力不从心，而且运行效率也不高。幸好，vim早就想到了这一点，她提供了很多外部语言接口，比如Python，ruby，lua，Perl等，可以很方便的编写vim插件。本文主要介绍如何使用Python编写vim插件。

准备工作

1. 编译vim，使vim支持Python

在编译之前，configure的时候加上--enable-pythoninterp和--enable-python3interp选项，使之分别支持Python2和Python3
编译好之后，可以通过vim --version | grep +python来查看是否已经支持Python，结果中应该包含+python和 +python3，当然也可以编译成只支持Python2或Python3。

现在好多平台都有直接编译好的版本，已经包含Python支持，直接下载就可以了：

Windows：可以在这里下载。
Mac OS：可以直接brew install vim来安装。
Linux：也有快捷的安装方式，就不赘言了。

2. 如何让Python能正常工作

虽然vim已经支持Python，但是可能:echo has("python")或:echo has("python3")的结果仍是0，说明Python还不能正常工作。
此时需要检查：

系统上是否装了Python?
Python是32位还是64位跟vim是否匹配?
Python的版本跟编译时的版本是否一致（编译时的版本可以使用:version查看）
通过pythondll和pythonthreedll来分别指定Python2和Python3所使用的动态库。
例如，可以在vimrc里添加
set pythondll=/Users/yggdroot/.python2.7.6/lib/libpython2.7.so

经此4步，99%能让Python工作起来，剩下的1%就看人品了。

补充一点：
对于neovim，执行

pip2 install --user --upgrade neovim
pip3 install --user --upgrade neovim

就可以添加Python2和Python3的支持，具体参见:h provider-python。

从hello world开始

在命令行窗口执行:pyx print("hello world!")，输出“hello world！”，说明Python工作正常，此时我们已经可以使用Python来作为vim的EX命令了。

操作vim像vimL一样容易

怎么用Python来访问vim的信息以及操作vim呢？很简单，vim的Python接口提供了一个叫vim的模块（module）。vim模块是Python和vim沟通的桥梁，通过它，Python可以访问vim的一切信息以及操作vim，就像使用vimL一样。所以写脚本，首先要import vim。

vim模块

vim模块提供了两个非常有用的函数接口:

vim.command(str)
执行vim中的命令str(ex-mode)，返回值为None，例如：

:py vim.command("%s/\s\+$//g")
:py vim.command("set shiftwidth=4")
:py vim.command("normal! dd")

vim.eval(str)
求vim表达式str的值，（什么是vim表达式，参见:h expr），返回结果类型为：
- string: 如果vim表达式的值的类型是string或number
- list：如果vim表达式的值的类型是一个vim list（:h list）
- dictionary：如果vim表达式的值的类型是一个vim dictionary（:h dict）
例如：
```
:py sw = vim.eval("&shiftwidth")
:py print vim.eval("expand('%:p')")
:py print vim.eval("@a")
```

vim模块还提供了一些有用的对象:

Tabpage对象（:h python-tabpage）
一个Tabpage对象对应vim的一个Tabpage。
Window对象（:h python-window）
一个Window对象对应vim的一个Window。

Buffer对象（:h python-buffer）
一个Buffer对象对应vim的一个buffer，Buffer对象提供了一些属性和方法，可以很方便操作buffer。
例如 (假定b是当前的buffer) :

:py print b.name            # write the buffer file name
:py b[0] = "hello!!!"       # replace the top line
:py b[:] = None             # delete the whole buffer
:py del b[:]                # delete the whole buffer
:py b[0:0] = [ "a line" ]   # add a line at the top
:py del b[2]                # delete a line (the third)
:py b.append("bottom")      # add a line at the bottom
:py n = len(b)              # number of lines
:py (row,col) = b.mark('a') # named mark
:py r = b.range(1,5)        # a sub-range of the buffer
:py b.vars["foo"] = "bar"   # assign b:foo variable
:py b.options["ff"] = "dos" # set fileformat
:py del b.options["ar"]     # same as :set autoread<

vim.current对象（:h python-current）
vim.current对象提供了一些属性，可以方便的访问“当前”的vim对象

属性	含义	类型
vim.current.line	The current line (RW)	String
vim.current.buffer	The current buffer (RW)	Buffer
vim.current.window	The current window (RW)	Window
vim.current.tabpage	The current tab page (RW)	TabPage
vim.current.range	The current line range (RO)	Range

python访问vim中的变量

访问vim中的变量，可以通过前面介绍的vim.eval(str)来访问，例如：

:py print vim.eval("v:version")

但是，还有更pythonic的方法：

预定义vim变量（v:var）
可以通过vim.vvars来访问预定义vim变量，vim.vvars是个类似Dictionary的对象。例如，访问v:version：
```
:py print vim.vvars["version"]
```
全局变量（g:var）
可以通过vim.vars来访问全局变量，vim.vars也是个类似Dictionary的对象。例如，改变全局变量g:global_var的值：
```
:py vim.vars["global_var"] = 123
```

tabpage变量（t:var）
例如：

:py vim.current.tabpage.vars["var"] = "Tabpage"

window变量（w:var）
例如：

:py vim.current.window.vars["var"] = "Window"

buffer变量（b:var）
例如：

:py vim.current.buffer.vars["var"] = "Buffer"

python访问vim中的选项（`options`）

访问vim中的选项，可以通过前面介绍的vim.command(str)和vim.eval(str)来访问，例如：

:py vim.command("set shiftwidth=4")
:py print vim.eval("&shiftwidth")

当然，还有更pythonic的方法：

全局选项设置（:h python-options）
例如：
```
:py vim.options["autochdir"] = True
```
注意：如果是window-local或者buffer-local选项，此种方法会报KeyError异常。对于window-local和buffer-local选项，请往下看。

window-local选项设置
例如：

:py vim.current.window.options["number"] = True

buffer-local选项设置
例如：

:py vim.current.buffer.options["shiftwidth"] = 4

两种方式写vim插件

内嵌式

py[thon] << {endmarker}
{script}
{endmarker}

{script}中的内容为Python代码，{endmarker}是一个标记符号，可以是任何字符串，不过{endmarker}前面不能有任何的空白字符，也就是要顶格写。
例如，写一个函数，打印出当前buffer所有的行(Demo.vim)：

function! Demo()
py << EOF
import vim
for line in vim.current.buffer:
    print line
EOF
endfunction
call Demo()

运行:source %查看结果。

独立式
把Python代码写到*.py中，vimL只用来定义全局变量、map、command等，LeaderF就是采用这种方式。个人更喜欢这种方式，可以把全部精力集中在写Python代码上。

异步

多线程
可以通过Python的threading模块来实现多线程。但是，线程里面只能实现与vim无关的逻辑，任何试图在线程里面操作vim的行为都可能（也许用“肯定会”更合适）导致vim崩溃，甚至包括只读一个vim选项。虽然如此，也比vimL好多了，毕竟聊胜于无。

subprocess
可以通过Python的subprocess模块来调用外部命令。
例如：

:py import subprocess
:py print subprocess.Popen("ls -l", shell=True, stdout=subprocess.PIPE).stdout.read()

也就是说，从支持Python起，vim就已经支持异步了（虽然直到vim7.4才基本没有bug），Neovim所增加的异步功能，对用Python写插件的小伙伴来说，没有任何吸引力。好多Neovim粉竟以引入异步（job）而引以为傲，它什么时候能引入真正的多线程支持我才会服它。

案例

著名的补全插件YCM和模糊查找神器LeaderF都是使用Python编写的。

缺陷

由于GIL的原因，Python线程无法并行处理；而vim又不支持Python的进程（https://github.com/vim/vim/issues/906），计算密集型任务想利用多核来提高性能已不可能。

奇技淫巧

把buffer中所有单词首字母变为大写字母
```
:%pydo return line.title()
```

把buffer中所有的行镜像显示

例如，把

vim is very useful
123 456 789
abc def ghi
who am I

变为

lufesu yrev si miv
987 654 321
ihg fed cba
I ma ohw

可以执行此命令：:%pydo return line[::-1]

总结

以上只是简单的介绍，更详细的资料可以参考:h python。