一、实验简介

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，可以熟悉 Python3 基础及网络编程，

以及 docopt，requests，prettytable 等库的使用。 课程教学视频：https://www.bilibili.com/video/av12380578/

1.1 知识点

Python 基础知识的综合运用

docopt、requests、colorama 及 prettytable 库的使用

setuptools 的使用

1.2 效果截图

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，既然涉及查询票务信息，那就叫它 tickets 好了。

我们希望用户只要输入出发站，到达站以及日期就能获得想要的信息，比如要查看10月10号上海-北京的火车余票， 我们只需输入：

$ python3 tickets.py 上海 北京 2016-10-10

注意：上面的日期(包括后面的)是笔者写文章时确定的日期，当你在做这个项目的时候可能要根据当前时间做适当调整。

转化为程序语言就是：

$ python tickets.py 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：

$ python tickets.py [-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 pip3 install requests prettytable docopt

$ sudo pip3 install --upgrade colorama #升级环境中的 colorama

requests，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。

colorama，命令行着色工具

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 中写下下面的内容(实验楼环境下，通过点击右下角的键盘小图标可以选择中文输入法)：

# coding: utf-8

"""命令行火车票查看器

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 北京 上海 2016-10-10

tickets -dg 成都 南京 2016-10-10

"""

from docopt import docopt

def cli():

"""command-line interface"""

arguments = docopt(__doc__)

print(arguments)

if __name__ == '__main__':

cli()

上面的程序中， docopt 会根据我们在 docstring 中的定义的格式自动解析出参数并返回一个字典，也就是 arguments， 我们打印出了这个字典的内容。下面我们运行一下这个程序， 比如查询一下10月30号从成都到南京的动车和高铁：

$ python tickets.py -dg 成都 南京 2016-10-10

我们得到下面的参数解析结果：

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。首先我们用实验楼环境的Firefox浏览打开 12306，进入余票查询页面，按下 F12 打开开发者工具，选中 Network 一栏，在查询框中随便查询一次，我们在调试工具观察下请求和响应：

注意到上面的请求 URL ，它是由基 URL https://kyfw.12306.cn/otn/leftTicket/queryO 加四个参数构成的，这四个参数分别代表，查询的类型(成人？学生？)，日期，出发车站，到达车站：

再来看看响应：

返回的是JSON格式的数据！ 我们打开返回的数据看看：

可以看到一列火车的数据用 Python 的语言说就是一个字典。

接下来问题就简单了，我们只需要利用这个接口， 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里面参数 from_station 和 to_station 并不是汉字，而是一个代号，而我们想要输入的是汉字，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，这里有个关于 station 的文件，打开看看：

station_names 是一个很长的字符串， 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！我们写个小脚本来匹配提取出想要的信息吧, 在parse_station.py中：

import re

import requests

from pprint import pprint

url = 'https://kyfw.12306.cn/otn/resources/js/framework/station_name.js?station_version=1.8971'

response = requests.get(url, verify=False)

stations = re.findall(u'([\u4e00-\u9fa5]+)\|([A-Z]+)', response.text)

pprint(dict(stations), indent=4)

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：

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：

一下为完整代码：

tickets.py:

"""

tickets 程序

Usage:

tickets [-gdtkz]

Options:

-h --help Show this screen.

-g 高铁

-d 动车

-t 特快

-k 快速

-z 直达

Example:

tickets -gdt beijing shanghai 2016-11-12

"""

from docopt import docopt

import stations

import requests

from colorama import Fore

from prettytable import PrettyTable

def cli():

arguments = docopt(__doc__,version = "Tickets 1.0")

from_station = stations.get_telecode(arguments.get(""))

#获取地址和字符对应表的字母 因为是字典 可以用 字典.get 获取

to_station = stations.get_telecode(arguments.get(""))

date = arguments.get("")

options = "".join([key for key,value in arguments.items() if value is True]) #.items()因为遍历的是字典所以要加这个

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)

r = requests.get(url,verify = False)

raw_trains = r.json()["data"]["result"]

#print(raw_trains)

#将r 转化为 json 字典

pt = PrettyTable()

pt._set_field_names("车次 车站 时间 历时 一等座 二等座 软卧 硬卧 硬座 无座".split())

for raw_train in raw_trains:

data_list = raw_train.split("|")

#print(data_list[2]) #长编号 所以2 不需要

train_no = data_list[3] #短编号 是车次

initial = train_no[0].lower() #显示的是大写之母 输入的是小写字母

if initial in options or initial in options:

from_station_code = data_list[6]

to_station_code = data_list[7]

from_station_name = ""#车站

to_station_name = "" #到达车站

start_time = data_list[8]#时间

arrive_time = data_list[9] #到达时间

time_duration = data_list[10] #历时

first_class_seat = data_list[31] or "--" #一等座

second_class_seat = data_list[30] or "--" #二等座

soft_sleep = data_list[23] or "--"#软卧

hard_sleep = data_list[28] or "--"#硬卧

hard_seat = data_list[29] or "--" #硬座

no_seat = data_list[33] or "--" #无座

pt.add_row([

train_no,

# "\n".join([Fore.GREEN + stations.get_name(from_station_code)+Fore.RESET,Fore.RED+stations.get_name(to_station_code)+Fore.RESET]),

# "\n".join([Fore.GREEN + start_time+Fore.RESET,Fore.RED+ arrive_time+Fore.RESET]),

"\n".join([stations.get_name(from_station_code),

stations.get_name(to_station_code)]),

"\n".join([start_time,arrive_time]),

time_duration,

first_class_seat,

second_class_seat,

soft_sleep,

hard_sleep,

hard_seat,

no_seat])

print(pt)

if __name__=="__main__":

cli()

parse_stations.py

import re

import requests

from pprint import pprint

#from stations import stations

def main():

url = "https://kyfw.12306.cn/otn/resources/js/framework/station_name.js?station_version=1.9053"

r = requests.get(url,verify = False)

pattern = u'([\u4e00-\u9fa5]+)\|([A-Z]+)'

#print(re.findall(pattern,r.text))

result = dict(re.findall(pattern,r.text))

print(result.keys())

print(result.values())

#pprint(dict(result),indent = 4) #把列表转化为字典

#indent 参数设置缩进

if __name__ == "__main__":

main()

stations.py

# -*- coding: utf-8-*-

names = ['北京北', '北京东', '北京', '北京南', '北京西', '广州南', '重庆北', '重庆', '重庆南', '重庆西', '广州东', '上海', '上海南', '上海虹桥', '上海西', '天津北', '天津', '天津南', '天津西', '长春', '长春南', '长春西', '成都东', '成都南', '成都', '长沙', '长沙南', '福州', '福州南', '贵阳', '广州', '广州西', '哈尔滨', '哈尔滨东', '哈尔滨西', '合肥', '合肥西', '呼和浩特东', '呼和浩特', '口东', '海口东', '海口', '杭州东', '杭州', '杭州南', '济南', '济南东', '济南西', '昆明', '昆明西', '拉萨', '兰州东', '兰州', '兰州西', '南昌', '南京', '南京南', '南宁', '石家庄北', '石家庄', '沈阳', '沈阳北', '沈阳东', '沈阳南', '太原北', '太原东', '太原', '武汉', '王家营西', '乌鲁木齐南', '西安北', '西安', '西安南', '西宁', '银川', '郑州', '阿尔山', '安康', '阿克苏', '阿里河', '阿拉山口', '安平', '安庆', '安顺', '鞍山', '安阳', '北安', '蚌埠', '白城', '北海', '白河', '白涧', '宝鸡', '滨江', '博克图', '百色', '白山市', '北台', '包头东', '包头', '北屯市', '本溪', '白云鄂博', '白银西', '亳州', '赤壁', '常德', '承德', '长甸', '赤峰', '茶陵', '苍南', '昌平', '崇仁', '昌图', '长汀镇', '曹县', '楚雄南', '陈相屯', '长治北', '池州', '长征', '常州', '郴州', '长治', '沧州', '崇左', '大安北', '大成', '丹东', '东方红', '东莞东', '大虎山', '敦煌', '敦化', '德惠', '东京城', '大涧', '都江堰', '大连北', '大理', '大连', '定南', '大庆', '东胜', '大石桥', '大同', '东营', '大杨树', '都匀', '邓州', 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