Python真神奇，带你体验另类的“全自动编程”

近年来“自动编程”、“智能编程”方面的项目层出不穷，例如AutoML、kite，以及最近风靡一时的python_autocomplete，这些项目有一个共同点，就是基于机器学习模型，致力于提升代码补全和自动生成水平。

不过今天要展示的自动编程与上述概念不同，这次我们不讲学术、不论实用，抱着娱乐的心态体验一把另类的“全自动编程”模式。

01.项目介绍

今天要介绍的这个库的名字叫pynput，与人工智能无关，这是一个控制和监控计算机输入设备的库，这是他的GitHub地址(详细见文末)，从库的简介中可以看到，目前仅支持鼠标和键盘两种基本的输入设备。

接下来我们打开文档，看看pynput究竟有哪些功能。从文档目录（下图）来看，关于pynput的说明大体分为三个部分：分别是鼠标事件、键盘事件和平台限制。

先来简单说一下平台限制，因为事关外部输入设备，在不同的操作系统中肯定会有一些差异和功能限制，例如Linux下需要设置环境变量$ DISPLAY、MAC操作系统限制了对键盘的监控、Windows中进程间的虚拟事件传递可能受限等等。

总的来说，平台限制并不影响基本的使用（特别是在Windows系统中），我们暂且放下不谈。

接着我们重点聊一聊鼠标事件和键盘事件。先来说鼠标事件部分，pynput对鼠标事件的处理主要分为控制和监控两大部分。
在鼠标控制部分，可以通过代码模拟鼠标的移动、单击、双击、滚轮等操作，下面这张图就是文档中的演示代码，函数名称和实际事件名基本一致，很容易理解。

在鼠标事件的监控部分，监控任务Listener实际上是一个threading.Thread对象，采用回调函数的方式实时监控鼠标行为（下图是文档中的演示代码）。既然是threading.Thread对象，Listener当然也就有阻塞和非阻塞两种模式，一般来说，如果想要监控物理鼠标的行为，使用阻塞模式比较合适，如果想要监控pynput的模拟鼠标操作，建议采用非阻塞模式。

再来看键盘事件部分，和鼠标事件类似，pynput对键盘事件的处理也是分为控制和监控两大部分，函数结构和操作模式也跟鼠标事件基本相同，这里就不展示文档中的演示代码了。有一点需要注意的是，键盘操作中有一些特殊方法，比如“ctrl+”、‘“shift+”、“alt+”这类的组合键，还有F1~FN、backspace、delete、insert等特殊功能键，在pynput中都有专门的定义，在操作时可以直接使用。

02.功能演示

介绍完基本功能，我们就写一段代码试一试pynput的设备控制以及监控效果，由于上文中重点介绍了关于鼠标事件的处理，这里就以键盘事件处理为例进行演示。

我们设计这样一个程序：

主线程：随机生成20个（准确地说是19个）小写英文字母，并用pynput模拟键盘输入，在第10个字母输入后附加输入一个退格键（backspace）。
监控线程：对键盘的按键和松开两种操作进行监控，同时在控制台输出相关信息，当遇到退格键（backspace）松开这一事件时，终止监控线程。

为了便于观察，在每个随机字符串输入后加入一个0.5s的时间间隔，另外由于这里是要监控虚拟的键盘按键事件，因此监控线程使用非阻塞模式，代码如下：

一起来看下这段代码的动态执行情况，在下面这段动画中字符（包括退格键）的输入全部都是基于pynput自动实现的。

通过上面这个动画可以看到，在程序运行的前半部分，输入结果和监控结果是完全一致的，直到退格键（backspace）事件发生后，控制台就不再输出监控信息，这是因为监控线程已经被终止掉了，但是模拟键盘输入仍然会继续，直到指定数量的字符串全部输入完毕为止。通过这个例子应该就能很好地理解pynput的监控线程了，有兴趣的朋友不妨自己体会一下。

至于鼠标事件的控制、监控功能，因为和键盘事件十分类似，这里就不再重复演示了。另外，由于鼠标没有键盘中那么多复杂的、各式各样的功能键，从某种意义上说鼠标事件的处理要比键盘事件处理更简单一些。

03.神奇的"自动编程"

最后，我们回到今天的主题，把鼠标事件和键盘事件的控制结合起来，实现一个“全自动编程”的功能。事实上这里实现的“自动编程”与人工智能无关，也不是传统的代码匹配补全，而是控制鼠标和键盘按照我们提前设置好的步骤自动运行。

为了方便，我们就用最简单的“Hello World”来进行演示，在sublime中完成“Hello World”程序大概需要经过以下几个步骤：新建一个sublime文件——命名、保存为py文件——在新建的py文件中输入“print(‘Hello World’)”语句——再次保存——运行新的程序。

前文讲到过，pynput可以模拟所有的鼠标和键盘操作，上面步骤中的操作自然也可以由pynput模拟完成，就跟手动操作一样。我们把以上操作全部写到脚本中，同时加入鼠标和键盘的监控线程，在脚本启动后不仅会自动编写运行“Hello World”程序，还会对鼠标和键盘的模拟操作进行实时监控，并将相关信息输出到控制台。

先来看结果，下面这个动画就是我们写的“自动编程”脚本的运行情况，整个过程全部自动执行，没有任何手动干预。

在整个过程中，所有的鼠标和键盘事件都会被监控线程记录，包括每一次键盘按键的点击和释放、鼠标的移动和点击等。

下面我们来看看这个脚本的核心代码，可以看到，我们使用pynput模拟了所有与鼠标和键盘有关的操作，使用这种方法还可以编写更加复杂的程序，只需要改变keycontroller.type的输入内容就可以。

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keycontroller = keyboard.Controller()
mousecontroller = mouse.Controller()
# 新建文件
keycontroller.press(keyboard.Key.ctrl_l)
keycontroller.press('n')
keycontroller.release(keyboard.Key.ctrl_l)
keycontroller.release('n')
sleep(1)
# 保存文件
keycontroller.press(keyboard.Key.ctrl_l)
keycontroller.press('s')
keycontroller.release(keyboard.Key.ctrl_l)
keycontroller.release('s')
sleep(1)
# 输入文件名称
keycontroller.type('auto{}.py'.format(random.uniform(0,99)))
sleep(1)
# 点击保存
mousecontroller.position = (0, 0)
mousecontroller.move(466, 493)
mousecontroller.press(mouse.Button.left)
mousecontroller.release(mouse.Button.left)
sleep(1)
# 输入代码
keycontroller.type("print('Hello World')")
keycontroller.press(keyboard.Key.space)
sleep(1)
# 重新保存
keycontroller.press(keyboard.Key.ctrl_l)
keycontroller.press('s')
keycontroller.release(keyboard.Key.ctrl_l)
keycontroller.release('s')
sleep(1)
# 运行新程序
keycontroller.press(keyboard.Key.ctrl_l)
keycontroller.press('b')
keycontroller.release(keyboard.Key.ctrl_l)
keycontroller.release('b')

友情提示:

正如本文开头所说，使用pynput实现的所谓“自动编程”仅仅是一种娱乐，并没有太多实用价值。但是pynput对于输入设备的控制和监控在实践中倒是有可能会用得上，至于如何发挥他的作用，就要看自己的想象力了。