shlex —— 简单的词法分析

源代码： Lib/shlex.py

shlex 类可用于编写类似 Unix shell 的简单词法分析程序。通常可用于编写“迷你语言”（如 Python 应用程序的运行控制文件）或解析带引号的字符串。

shlex 模块中定义了以下函数：

shlex.split(s, comments=False, posix=True)

用类似 shell 的语法拆分字符串 s。如果 comments 为 False (默认值)，则不会解析给定字符串中的注释 (commenters 属性的 shlex 实例设为空字符串)。 本函数默认工作于 POSIX 模式下，但若 posix 参数为 False，则采用非 POSIX 模式。

在 3.12 版更改: 传入 None 作为 s 参数现在会引发异常，而不是读取 sys.stdin。

shlex.join(split_command)

将列表 split_command 中的词法单元（token）串联起来，返回一个字符串。本函数是 split() 的逆运算。

  1. >>> from shlex import join
  2. >>> print(join(['echo', '-n', 'Multiple words']))
  3. echo -n 'Multiple words'

为防止注入漏洞，返回值是经过 shell 转义的（参见 quote() ）。

3.8 新版功能.

shlex.quote(s)

返回经过 shell 转义的字符串 s 。返回值为字符串，可以安全地用作 shell 命令行中的词法单元，可用于不能使用列表的场合。

警告

shlex 模块 仅适用于 Unix shell。

在不兼容 POSIX 的 shell 或其他操作系统（如Windows）的shell上，并不保证 quote() 函数能够正常使用。在这种 shell 中执行用本模块包装过的命令，有可能会存在命令注入漏洞。

请考虑采用命令参数以列表形式给出的函数，比如带了 shell=False 参数的 subprocess.run() 。

以下用法是不安全的：

  1. >>> filename = 'somefile; rm -rf ~'
  2. >>> command = 'ls -l {}'.format(filename)
  3. >>> print(command)  # executed by a shell: boom!
  4. ls -l somefile; rm -rf ~

用 quote() 可以堵住这种安全漏洞：

  1. >>> from shlex import quote
  2. >>> command = 'ls -l {}'.format(quote(filename))
  3. >>> print(command)
  4. ls -l 'somefile; rm -rf ~'
  5. >>> remote_command = 'ssh home {}'.format(quote(command))
  6. >>> print(remote_command)
  7. ssh home 'ls -l '"'"'somefile; rm -rf ~'"'"''

这种包装方式兼容于 UNIX shell 和 split() 。

  1. >>> from shlex import split
  2. >>> remote_command = split(remote_command)
  3. >>> remote_command
  4. ['ssh', 'home', "ls -l 'somefile; rm -rf ~'"]
  5. >>> command = split(remote_command[-1])
  6. >>> command
  7. ['ls', '-l', 'somefile; rm -rf ~']

3.3 新版功能.

shlex 模块中定义了以下类：

class shlex.shlex(instream=None, infile=None, posix=False, punctuation_chars=False)

shlex 及其子类的实例是一种词义分析器对象。 利用初始化参数可指定从哪里读取字符。 初始化参数必须是具备 read() 和 readline() 方法的文件/流对象，或者是一个字符串。 如果没有给出初始化参数，则会从 sys.stdin 获取输入。 第二个可选参数是个文件名字符串，用于设置 infile 属性的初始值。 如果 instream 参数被省略或等于 sys.stdin，则第二个参数默认为 “stdin”。 posix 参数定义了操作的模式：若 posix 不为真值（默认），则 shlex 实例将工作于兼容模式。 若运行于 POSIX 模式下，则 shlex 会尽可能地应用 POSIX shell 解析规则。 punctuation_chars 参数提供了一种使行为更接近于真正的 shell 解析的方式。 该参数可接受多种值：默认值、False、保持 Python 3.5 及更早版本的行为。 如果设为 True，则会改变对字符 ();<>|& 的解析方式：这些字符将作为独立的词法单元被返回（视作标点符号）。 如果设为非空字符串，则这些字符将被用作标点符号。 出现在 punctuation_chars 中的 wordchars 属性中的任何字符都会从 wordchars 中被删除。 请参阅 改进的 shell 兼容性 了解详情。 punctuation_chars 只能在创建 shlex 实例时设置，以后不能再作修改。

在 3.6 版更改: 加入 punctuation_chars 参数。

参见

configparser 模块

配置文件解析器，类似于 Windows 的 .ini 文件。

shlex 对象

shlex 实例具备以下方法：

shlex.get_token()

返回一个词法单元。如果所有单词已用 push_token() 堆叠在一起了，则从堆栈中弹出一个词法单元。否则就从输入流中读取一个。如果读取时遇到文件结束符，则会返回 eof`（在非 POSIX 模式下为空字符串 ` ‘’，在 POSIX 模式下为 ``None）。

shlex.push_token(str)

将参数值压入词法单元堆栈。

shlex.read_token()

读取一个原始词法单元。忽略堆栈，且不解释源请求。（通常没什么用，只是为了完整起见。）

shlex.sourcehook(filename)

当 shlex 检测到源请求（见下面的 source），以下词法单元可作为参数，并应返回一个由文件名和打开的文件对象组成的元组。

通常本方法会先移除参数中的引号。如果结果为绝对路径名，或者之前没有有效的源请求，或者之前的源请求是一个流对象（比如 sys.stdin），那么结果将不做处理。否则，如果结果是相对路径名，那么前面将会加上目录部分，目录名来自于源堆栈中前一个文件名（类似于 C 预处理器对 #include "file.h" 的处理方式）。

结果被视为一个文件名，并作为元组的第一部分返回，元组的第二部分以此为基础调用 open() 获得。（注意：这与实例初始化过程中的参数顺序相反！)

此钩子函数是公开的，可用于实现路径搜索、添加文件扩展名或黑入其他命名空间。没有对应的“关闭”钩子函数，但 shlex 实例在返回 EOF 时会调用源输入流的 close() 方法。

若要更明确地控制源堆栈，请采用 push_source() 和 pop_source() 方法。

shlex.push_source(newstream, newfile=None)

将输入源流压入输入堆栈。如果指定了文件名参数，以后错误信息中将会用到。sourcehook() 内部同样使用了本方法。

shlex.pop_source()

从输入堆栈中弹出最后一条输入源。当遇到输入流的 EOF 时，内部也使用同一方法。

shlex.error_leader(infile=None, lineno=None)

本方法生成一条错误信息的首部，以 Unix C 编译器错误标签的形式；格式为 '"%s", line %d: '，其中 %s 被替换为当前源文件的名称，%d 被替换为当前输入行号（可用可选参数覆盖）。

这是个快捷函数，旨在鼓励 shlex 用户以标准的、可解析的格式生成错误信息，以便 Emacs 和其他 Unix 工具理解。

shlex 子类的实例有一些公共实例变量，这些变量可以控制词义分析，也可用于调试。

shlex.commenters

将被视为注释起始字符串。从注释起始字符串到行尾的所有字符都将被忽略。默认情况下只包括 '#'。

shlex.wordchars

可连成多字符词法单元的字符串。默认包含所有 ASCII 字母数字和下划线。在 POSIX 模式下，Latin-1 字符集的重音字符也被包括在内。如果 punctuation_chars 不为空，则可出现在文件名规范和命令行参数中的 ~-./*?= 字符也将包含在内，任何 punctuation_chars 中的字符将从 wordchars 中移除。如果 whitespace_split 设为 True，则本规则无效。

shlex.whitespace

将被视为空白符并跳过的字符。空白符是词法单元的边界。默认包含空格、制表符、换行符和回车符。

shlex.escape

将视为转义字符。仅适用于 POSIX 模式，默认只包含 '\'。

shlex.quotes

将视为引号的字符。词法单元中的字符将会累至再次遇到同样的引号（因此，不同的引号会像在 shell 中一样相互包含。）默认包含 ASCII 单引号和双引号。

shlex.escapedquotes

quotes 中的字符将会解析 escape 定义的转义字符。这只在 POSIX 模式下使用，默认只包含 '"'。

shlex.whitespace_split

若为 True，则只根据空白符拆分词法单元。这很有用，比如用 shlex 解析命令行，用类似 shell 参数的方式读取各个词法单元。当与 punctuation_chars 一起使用时，将根据空白符和这些字符拆分词法单元。

在 3.8 版更改: punctuation_chars 属性已与 whitespace_split 属性兼容。

shlex.infile

当前输入的文件名，可能是在类实例化时设置的，或者是由后来的源请求堆栈生成的。在构建错误信息时可能会用到本属性。

shlex.instream

shlex 实例正从中读取字符的输入流。

shlex.source

本属性默认值为 None。 如果给定一个字符串，则会识别为包含请求，类似于各种 shell 中的 source 关键字。 也就是说，紧随其后的词法单元将作为文件名打开，作为输入流，直至遇到 EOF 后调用流的 close() 方法，然后原输入流仍变回输入源。Source 请求可以在词义堆栈中嵌套任意深度。

shlex.debug

如果本属性为大于 1 的数字，则 shlex 实例会把动作进度详细地输出出来。若需用到本属性，可阅读源代码来了解细节。

shlex.lineno

源的行数（到目前为止读到的换行符数量加 1）。

shlex.token

词法单元的缓冲区。在捕获异常时可能会用到。

shlex.eof

用于确定文件结束的词法单元。在非 POSIX 模式下，将设为空字符串 ''，在 POSIX 模式下被设为 None。

shlex.punctuation_chars

只读属性。表示应视作标点符号的字符。标点符号将作为单个词法单元返回。然而，请注意不会进行语义有效性检查：比如 “>>>” 可能会作为一个词法单元返回，虽然 shell 可能无法识别。

3.6 新版功能.

解析规则

在非 POSIX 模式下时，shlex 会试图遵守以下规则：

  • 不识别单词中的引号（Do"Not"Separate 解析为一个单词 Do"Not"Separate）；

  • 不识别转义字符；

  • 引号包裹的字符保留字面意思；

  • 成对的引号会将单词分离（"Do"Separate 解析为 "Do" 和 Separate）；

  • 如果 whitespace_split 为 False，则未声明为单词字符、空白或引号的字符将作为单字符的词法单元返回。若为 True， 则 shlex 只根据空白符拆分单词。

  • EOF 用空字符串（''）表示；

  • 空字符串无法解析，即便是加了引号。

在 POSIX 模式时，shlex 将尝试遵守以下解析规则：

  • 引号会被剔除，且不会拆分单词（ "Do"Not"Separate" 将解析为单个单词 DoNotSeparate）；

  • 未加引号包裹的转义字符（如 '\' ）保留后一个字符的字面意思；

  • 引号中的字符不属于 escapedquotes （例如，"'"），则保留引号中所有字符的字面值；

  • 若引号包裹的字符属于 escapedquotes （例如 '"'），则保留引号中所有字符的字面意思，属于 escape 中的字符除外。仅当后跟后半个引号或转义字符本身时，转义字符才保留其特殊含义。否则，转义字符将视作普通字符；

  • EOF 用 None 表示；

  • 允许出现引号包裹的空字符串（''）。

改进的 shell 兼容性

3.6 新版功能.

shlex 类提供了与常见 Unix shell（如 bash、 dash 和 sh）的解析兼容性。为了充分利用这种兼容性，请在构造函数中设定 punctuation_chars 参数。该参数默认为 False，维持 3.6 以下版本的行为。如果设为 True，则会改变对 ();<>|& 字符的解析方式：这些字符都将视为单个的词法单元返回。虽然不算是完整的 shell 解析程序（考虑到 shell 的多样性，超出了标准库的范围），但确实能比其他方式更容易进行命令行的处理。以下代码段演示了两者的差异：

  1.  >>> import shlex
  2.  >>> text = "a && b; c && d || e; f >'abc'; (def \"ghi\")"
  3.  >>> s = shlex.shlex(text, posix=True)
  4.  >>> s.whitespace_split = True
  5.  >>> list(s)
  6.  ['a', '&&', 'b;', 'c', '&&', 'd', '||', 'e;', 'f', '>abc;', '(def', 'ghi)']
  7.  >>> s = shlex.shlex(text, posix=True, punctuation_chars=True)
  8.  >>> s.whitespace_split = True
  9.  >>> list(s)
  10.  ['a', '&&', 'b', ';', 'c', '&&', 'd', '||', 'e', ';', 'f', '>', 'abc', ';',
  11.  '(', 'def', 'ghi', ')']

当然，返回的词法单元对 shell 无效，需要对返回的词法单元自行进行错误检查。

punctuation_chars 参数可以不传入 True ，而是传入包含特定字符的字符串，用于确定由哪些字符构成标点符号。例如：

  1. >>> import shlex
  2. >>> s = shlex.shlex("a && b || c", punctuation_chars="|")
  3. >>> list(s)
  4. ['a', '&', '&', 'b', '||', 'c']

备注

如果指定了 punctuation_chars，则 wordchars 属性的参数会是 ~-./*?=。因为这些字符可以出现在文件名（包括通配符）和命令行参数中（如 --color=auto）。因此：

  1. >>> import shlex
  2. >>> s = shlex.shlex('~/a && b-c --color=auto || d *.py?',
  3. ...                 punctuation_chars=True)
  4. >>> list(s)
  5. ['~/a', '&&', 'b-c', '--color=auto', '||', 'd', '*.py?']

不过为了尽可能接近于 shell ，建议在使用 punctuation_chars 时始终使用 posix 和 whitespace_split ，这将完全否定 wordchars 。

为了达到最佳效果，punctuation_chars 应与 posix=True 一起设置。（注意 posix=False 是 shlex 的默认设置)。