Python Parsers

這邊摘要紀錄 Python 中相關的 Parser 工具

api	Doc Type
Configparser	*.ini
ElementTree	*.xml
pandas	*.csv
openpyxl	*.xls
argparse	command line

ConfigParser ini 檔案解析

ini 檔類似一般的 property 檔，但是有再分不同 sections 區塊。
大多是使用在 Windows 作業系統下。
沒有嚴格的檔案規範，也沒有專用的副檔名。
是一種有點自由的設定檔。

ini 基本重點摘要如下:

• 需 Unicode 編碼
• 註解用 # 或 ; 起始。
• 允許使用佔位符或是資料內插。內插語法為 %(attribute)。
• 脫逸字元為 %
• 內容可以以等數的空白進行縮排

ini 檔的範例

1.DEFAULT 區塊中的屬性可作為屬性的預設值。但前提是:
 當程式欲取出某一 section 下不存在的 key 的屬性值時，
 而 DEFAULT section 有設定的話，則可依 DEFAULT 值代用。

2.sections/attributions 可以縮排方便閱讀。文件是這樣說，實際上似乎應該避免。

Indentation 是有條件的，不小心就會出錯，不建議使用。
Section Indentation 似乎只能在曹串的 sections 中使用，意即頂層 section 不可以 indent。
與 nested section 同階層的其他 attributions 也必須 indent。

3.multiline values 直接斷行條列即可。

4.空值時屬性後仍須加上冒號或等號，不然會拋出 ParsingError。

ini 檔的範例
範例來源: configparser — Configuration file parser

[DEFAULT]
PI = 3.1415926535
Euler = 2.7182818284
Speed_of_light= 299792458
Avogadro = 6.022140 *10^23

[Simple Values]
key=value
spaces in keys=allowed
spaces in values=allowed as well
spaces around the delimiter = obviously
you can also use : to delimit keys from values

[All Values Are Strings]
values like this: 1000000
or this: 3.14159265359
are they treated as numbers? : no
integers, floats and booleans are held as: strings
can use the API to get converted values directly: true

[Multiline Values]
chorus: I'm a lumberjack, and I'm okay
    I sleep all night and I work all day

[No Values]
key_without_value : 
empty string value here =
# : or = is required, otherwise configparser.ParsingError

[You can use comments]
# like this
; or this

# By default only in an empty line.
# Inline comments can be harmful because they prevent users
# from using the delimiting characters as parts of values.
# That being said, this can be customized.

    [Sections Can Be Indented]
        can_values_be_as_well = True
        does_that_mean_anything_special = False
        purpose = formatting for readability
        multiline_values = are
            handled just fine as
            long as they are indented
            deeper than the first line
            of a value
        # Did I mention we can indent comments, too?

常用函數

config.read_file(ini_file)	讀取單一個 ini 檔
config.read([file_list])	一次讀取多個 ini 檔
config.read_string(content_of_ini_file)	讀取 plain text 內容，不同次讀取的資料會整合在一起。
config.read_dict(dict_json)	讀取 dict 結構內容，一樣是可以分段讀資料，然後整合在一起。
config.get(path, sub_path)	依階層路徑取屬性值，預設為 str。無法單獨抓出 Section。Legacy API.
config.getboolean()	取值並 cast 為布林
config.getint()	取值並 cast 為數值
config.sections()	列出階層內的 sections, string
config.items()	取 config 下的所有元素, 可解包成 key, value pairs
config.items(sec_attr_name)	取指定階層下的所有元素, 可解包成 key, value pair
config['sec']['attr']	依階層路徑取值或設值，預設為 str。可以只提取 Section。
config.add_section(section_name)	增加一個 Section。Legacy API.
config.set(section_name, attribute_name, value)	Section 下增加一個 attribute。Legacy API.

• 怎麼會這樣，我反倒是比較喜歡 OO 一些的 Legacy API，還好有保留向下相容。

ini 檔案讀取方式

ini exercise

[DEFAULT]
PI = 3.1415926535
Euler = 2.7182818284
Speed_of_light= 299792458
Avogadro = 6.022140 *10^23

[Mail]
mail.disable=true
mailTempalte.from=dummy+from@google.com
mailTempalte.fromname=Insect Totem

[DataSource]
jdbc.driverClassName=org.postgresql.Driver
jdbc.url.host=192.168.10.10
jdbc.url.port=5432
jdbc.url.schema=totem
jdbc.url=jdbc:postgresql://192.168.10.10:5432/totem
jdbc.username=totem
jdbc.password=password
jdbc.db.authority=  

[Forbidden.account]
backlist=Ade
   Ed
   Edd

取值相關 Syntax

• 以 configparser.ConfigParser() 取得 Util
• config.sections() 列出所有 sections
• config['section_name'], 以 dict style 語法取值
• 預設情形下 ConfigParser 讀取出的屬性值皆為 string，可依需要自行轉換型別，或採用取值並轉換的相關 API。
• 操作時:
  • section name 是 case sensitive
  • attribute name 是 case insensitive
• 可用 in 語法檢查屬性值或 section 是否存在。檢查時仍須注意 section name 是 sensitive

import configparser, os

with open (r'D:\tmp\totem.ini', 'r') as ini_file:
    config = configparser.ConfigParser()
    config.read_file(ini_file)
    
    print(config.sections())
    # ['Mail', 'DataSource', 'Forbidden.account']
    print(config['Mail']) # <Section: Mail>
    print(config['Mail']['MaIl.DiSaBlE']) # true  
    print(type(config['Mail']['MaIl.DiSaBlE'])) # <class 'str'>    
    print(type(config['DataSource']['jdbc.url.port'])) # <class 'str'>
    
    print('Mail' in config) # True
    print('Mail.Disable' in config['Mail']) # True
    

ini 檔案屬性讀取方式與轉型  

• 使用 python built-in functions 轉型
• 使用 ConfigParser 的 getXX() 轉型

關於 config.getboolean() 的解析:

True: '1', 'yes', 'true', 'on' 預設解析為 True False: '0', 'no', 'false', 'off' 預設解析為 False

with open (r'D:\tmp\totem.ini', 'r') as ini_file:
    config = configparser.ConfigParser()
    config.read_file(ini_file)

    datasource = config['DataSource']
    print(datasource.getint('jdbc.url.port')) # 5432
    print(type(datasource.getint('jdbc.url.port'))) # <class 'int>
    print(int(datasource['jdbc.url.port'])) # built-in 

    mail = config['Mail']
    print(mail.getboolean('mail.disable')) # True
    print(type(mail.getboolean('mail.disable'))) # <class 'bool'>
    
    print(config.get('Mail', 'mail.disable')) # 使用 get() 可以寫路徑

ini 檔案屬性預設值

• 分為兩類: DEFAULT 與 Fallback，都是用在查無屬性設定時。
• DEFAULT: 類似系統 Global 參數概念，若 section 中查無屬性時接下來查詢的大池塘。
• Fallback: 當向上查詢屬性至 DEFAULT section 仍查無時，此時可以給定一個當查無屬性時回傳的 fallback value。
• 註: 空值仍視為有該屬性，所以不適用於此處的預設值。

DEFAULT Section

1.DEFAULT 區塊中的屬性可作為屬性的預設值。但前提是:
 當程式欲取出某一 section 下不存在的 key 的屬性值時，
 而 DEFAULT section 有設定的話，則可依 DEFAULT 值代用。

with open (r'D:\tmp\totem.ini', 'r') as ini_file:
    config = configparser.ConfigParser()
    config.read_file(ini_file)
    
    print(config['DEFAULT']['PI']) # 3.1415926535

    print('PI' in config['DataSource']) # DEFAULT always in
    print(config['Mail']['PI']) # 3.1415926535

Fallback value

同樣是用在查無屬性時，若連 DEFAULT section 也查無的話，可以在取值時先給予預設。
fallback value 必須以 get() 方式取出時才可設定。

with open (r'D:\tmp\totem.ini', 'r') as ini_file:
    config = configparser.ConfigParser()
    config.read_file(ini_file)
    
    dataSource = config['DataSource']
    print( 'jdbc.db.authority' in dataSource)
    print(config.get('DataSource', 'jdbc.db.authority' )) # 注意是有值, 空字串
    print(dataSource.get('jdbc.db.authority', fallback='read only')) # 注意是有值, 空字串,所以沒 fallback

    print(dataSource.get('attribute_not_exists')) # None
    print(dataSource.get('attribute_not_exists', fallback='fallback value')) # fallback value   
    print(config.get('DataSource', 'attribute_not_exists', fallback='fallback value')) # fallback value               

屬性內插(Interpolation) : BasicInterpolation

內插指的是 ini 檔中允許屬性值串接。
被內差的屬性須以 %( attr_name )s 修飾。

小括號 前加一個 %, 後補一個 s ，別懷疑，除了%外， 後面還要帶一個 s 。
脫逸字元為 % 百分比符號。
預設採用的 Interpolation 為 BasicInterpolation，不須額外指定或設定即可使用。

• ConfigParser 的 interpolation 預設為 BasicInterpolation()

ini

[Address]
country: Nerverland
city: Indian Camp
road: central
number: 1
address=No.%(number)s %(road)s rd., %(city)s, %(country)s

[Escape.Char]
# escape string: % 
score: 80%%

[Gender.Distribution]
male: 50.1%%
female: 49.9%%

BasicInterpolation Example

with open (r'D:\tmp\totem.ini', 'r') as ini_file:
    config = configparser.ConfigParser()
    config.read_file(ini_file)
    
    print(config.get('Address', 'address'))
    print(config['Address'][ 'address']) # No.1 central rd., Indian Camp, Nerverland

    print(config.get('Gender.Distribution', 'male')) # 50.1%   

屬性內插(Interpolation) : ExtendedInterpolation

沒特別研究 ExtendedInterpolation，不過猛一看似乎只是內插屬性的插入上不同。比較直覺，類似一般程式語言的用法。推薦!
被內差的屬性須以 ${ attr_name } 修飾。

以錢符號與大括號 __ ${ attr_name } 修飾內插屬性。
脫逸字元為 $ 錢符號。

[Address2]
country: Nerverland
city: Indian Camp
road: central
number: 1
address=No.${number}, ${road} rd., ${city}, ${country}


with open (r'D:\tmp\totem2.ini', 'r') as ini_file:
    config = configparser.ConfigParser(interpolation=configparser.ExtendedInterpolation())
    config.read_file(ini_file)

    ## ExtendedInterpolation
    print(config.get('Address2', 'address'))
    

ini 格式內容其他讀取方式

config.read([list of filenames])  

config.read([list of filenames]): 允許一次讀多個 ini 檔。

不同檔案若出現相同 attribution 則以後讀到的為準。

config = configparser.ConfigParser()
config.read([r'D:\tmp\totem.ini', r'D:\tmp\totem2.ini'])

config.read_string(content_of_ini_file)  

config.read_string(content_of_ini_file):

讀取 plain text 內容，不同次讀取的資料會整合在一起。

config = configparser.ConfigParser()

config.read_string('[Profile]\n name=totem')
print(config['Profile']['name'])

config.read_string('[Profile]\n gender:male')
for att in config['Profile']:
    print(att) # name, gender

config.read_dict(dict_json)  

config.read_dict(dict_json):

讀取 dict 結構內容，一樣是可以分段讀資料，然後整合在一起。

import configparser, os
config = configparser.ConfigParser()

config.read_dict({'Profile': {"name": 'totem',
                              "gender": 'male'}
                  })

config.read_dict({'Education': {"Master": 'NTU',
                              "Bachelor": 'NCHU'}
                  })

for section in config:
    print(section)
    for attr in config[section]:
        print(attr)
        print("    %s=%s" % (attr, config.get(section, attr)))
        
# DEFAULT
# Profile
# name
#     name=totem
# gender
#     gender=male
# Education
# master
#     master=NTU
# bachelor
#     bachelor=NCHU
# 
# Process finished with exit code 0
        

以迴圈讀取 ini 內容: config.items()  

• 用來列出 sections 或 attributions
• config.items() : 當 config 為 root 時，可回傳所有 sections， <class 'collections.abc.ItemsView'>。 可解包成 section_name, section_values。
• config.items() : 當 config 為 section 時，可回傳 section 下所有 attributions， <class 'collections.abc.ItemsView'>。 可解包成 attr_name, attr_value。

config.items()

with open (r'D:\tmp\totem.ini', 'r') as ini_file:
    config = configparser.ConfigParser()
    config.read_file(ini_file)
    
    sections = config.items() # 未指明所以列全部 sections
    print(type(sections)) # <class 'collections.abc.ItemsView'>
    for sec_name, sec_values in sections:
        print(sec_name, sec_values) # <class 'str'>, <class 'configparser.SectionProxy'>
        attrs = sec_values.items() # <class 'collections.abc.ItemsView'>
        for attr_name, attr_value in attrs:
            print(attr_name, attr_value)

以迴圈讀取 ini 內容: config.sections()  

• 可回傳所有 sections， <class 'collections.abc.ItemsView'>。 可解包成 section_name, section_values。

config.sections()

with open (r'D:\tmp\totem.ini', 'r') as ini_file:
    config = configparser.ConfigParser()
    config.read_file(ini_file)
    
    for s in config.sections():
        print("SECTION: " , s)
        attrs = config.items(s) # <class 'collections.abc.ItemsView'>,列出指定 section 下的  attrs 包含 DEFAULT 下內容
        # attrs = config[s].items(), 此處與上一行等義

        for sec_name, sec_values in attrs:
            print(sec_name, sec_values)    

資料建立與修改  

• config.add_section(name)
• config.set(section, attr, value)
• legacy API

import configparser
config = configparser.ConfigParser()

# current API
config['Mail'] = {}
mail = config['Mail']
config['Mail']['mail.disable'] = 'True'
mail['mailTempalte.from'] = 'dummy@org'
mail['mailTempalte.fromname'] = 'dummy'

# Legacy API
config.add_section("Mail.Server")
config.set("Mail.Server", "IP", '192.168.10.10')
config.set("Mail.Server", "Port", '1234')

with open(r'D:/tmp/export.ini', 'w') as configfile:
    config.write(configfile)

建立 ini 格式檔

概念上很簡單，就像是編輯一個 dict 然後呼叫 write 寫成檔案。

import configparser

config = configparser.ConfigParser()
config['DEFAULT'] = {'server': 'google.cloud',
                     'port': '1234'}

# 建立 Mail section, 這 statement 不能省略。
config['Mail'] = {}  

# 這邊要注意，因為 python 語法的關係，沒有建立並回傳變數的語法，所以要拆兩行。
mail = config['Mail'] 

config['Mail']['mail.disable'] = 'True'
mail['mailTempalte.from'] = 'dummy@org'
mail['mailTempalte.fromname'] = 'dummy'

with open(r'D:/tmp/export.ini', 'w') as configfile:
    config.write(configfile)