命令行自动补全原理

• 概述
• bash 自动补全
  • 测试补全的脚本
  • 参数自动补全
  • 自定义补全
• zsh 自动补全
  • 参数自动补全
  • 自定义补全
• 总结

概述

虽然CLI（命令行）类型的工具由于其高效，易定制的特性为很多人所喜爱（也包括我自己）， 但是，相对于GUI工具，CLI工具给人的直观感觉就是不容易使用，如果看到工具中大量的参数说明后，更让人望而却步。

因此，如果在自己命令行工具中加入 自动补全 的功能，就可以极大的提高工具的易用性，还可以保留命令行工具原有的高效。 这里所说的 自动补全 不仅仅是补全那些固定的参数（这些意义不大），更多的是补全动态的内容。

本篇主要介绍两种主流的 shell（bash 和 zsh）中，如何实现命令行工具的补全。

bash 自动补全

测试补全的脚本

简单编写一个测试脚本用来测试后面的自动补全：

#!/bin/bash
# filename: cli-test.sh

UPCASE=false
DATE=""

usage() {
    echo "USAGE:"
    echo "cli-test <options>"
    echo "    -h      : print help"
    echo "    -u      : print info upcase"
    echo "    -p <xxx>: print info"
    echo "    -d <xxx>: date in print info"
}

print() {
    if $UPCASE
    then
       echo -n $1 | tr a-z A-Z
    else
        echo -n $1
    fi

    if [ "$DATE" != "" ]
    then
        echo "   date: $DATE"
    else
        echo ""
    fi
}

while getopts "hup:d:" opt; do
    case "$opt" in
        h)
            usage
            exit 0
            ;;
        u)
            UPCASE=true
            ;;
        d)
            DATE=$OPTARG
            ;;
        p)
            print $OPTARG
            ;;
    esac
done

测试上面的脚本如下：

bash-3.2$ chmod +x cli-test.sh
bash-3.2$ ./cli-test.sh -h
USAGE:
cli-test <options>
    -h      : print help
    -u      : print info upcase
    -p <xxx>: print info
    -d <xxx>: date in print info
bash-3.2$ ./cli-test.sh -p hello
hellobash-3.2$ ./cli-test.sh -p hello
hello
bash-3.2$ ./cli-test.sh -u -p hello
HELLO
bash-3.2$ ./cli-test.sh -u -d 2016-10-13 -p hello
HELLO   date: 2016-10-13

参数自动补全

参数的补全一般来说比较简单，因为一个命令行工具的参数一般都是固定的。 下面的参数补全脚本是针对 上面的 测试补全的脚本 cli-test.sh

_complete_func() {
    local cur prev opts base
    COMPREPLY=()
    cur="${COMP_WORDS[COMP_CWORD]}"
    prev="${COMP_WORDS[COMP_CWORD-1]}"

    opts="-h -u -d -p"

    if [[ ${cur} == -* ]] ; then
        COMPREPLY=( $(compgen -W "${opts}" -- ${cur}) )
        return 0
    fi

}

complete -F _complete_func cli-test.sh

让自动补全脚本生效的方法如下：

bash-3.2$ source bash_complete          # 使自动补全脚本生效
bash-3.2$ ./cli-test.sh -<TAB><TAB>     # 这里输入 - 之后，再输入2次<TAB>就可以把所有能补全的参数列出来

自定义补全

上面的补全是补全固定的参数，简单，但是用处也不大，用户记不住的其实就是那些会变的参数内容。 下面尝试动态补全 cli-test.sh 的参数 -d 的内容（内容是当前日期以及前3天和后三天的日期） 修改 bash_complete 脚本如下：

_complete_func() {
    local cur prev opts base
    COMPREPLY=()
    cur="${COMP_WORDS[COMP_CWORD]}"
    prev="${COMP_WORDS[COMP_CWORD-1]}"

    if [[ ${cur} == -* ]] ; then
        opts="-h -u -d -p"
        COMPREPLY=( $(compgen -W "${opts}" -- ${cur}) )
    else
        opts=$( _complete_d_option )
        COMPREPLY=( $(compgen -W "${opts}" -- ${cur}) )
    fi

    return 0
}

_complete_d_option() {
    date -v -3d +"%Y-%m-%d"
    date -v -2d +"%Y-%m-%d"
    date -v -1d +"%Y-%m-%d"
    date +"%Y-%m-%d"
    date -v +1d +"%Y-%m-%d"
    date -v +2d +"%Y-%m-%d"
    date -v +3d +"%Y-%m-%d"
}

complete -F _complete_func cli-test.sh

测试动态补全的效果

bash-3.2$ source bash_complete          # 使自动补全脚本生效
bash-3.2$ ./cli-test.sh -u -d 2016-10-1<TAB><TAB>   # 这是 2016-10-13 执行的结果，其他日子的结果会不一样
2016-10-10  2016-10-11  2016-10-12  2016-10-13  2016-10-14  2016-10-15  2016-10-16

上面就是动态补全，_complete_d_option 函数就是用来实现动态补全的。

zsh 自动补全

相比于bash，zsh 的补全机制更加强大，也更加直观。 同样，下面也通过例子来演示如何在 zsh 中实现上面 bash 中同样的补全功能。

参数自动补全

相比于 bash 的自动补全脚本，我觉得 zsh 的补全方式更加直观。

#compdef cli-test.sh
# filename: _cli-test.h

_cli_test() {

    _arguments -C -s -S 
               '-h::' 
               '-u::' 
               '-d::' 
               '-p::'
}

_cli_test "$@"

zsh 中有个 fpath 的内置变量，将自动补全脚本放在 $fpath 中，或者在 $fpath 中创建指向自动补全的脚本的软连接都可以。 下面是我的环境中 fpath 的值

$ echo $fpath
/usr/local/share/zsh/site-functions /usr/share/zsh/site-functions /usr/share/zsh/5.0.8/functions

为了测试 zsh 下自动补全是否有效，我在 fpath 下给自己的自动补全脚本创建了软连接

$ cd /usr/local/share/zsh/site-functions
$ ln -s ~/projects/bash/autocomp/_cli-test.sh _cli-test.sh

测试结果

$ ./cli-test.sh -<TAB><TAB>
-d  -h  -p  -u

可以看出，zsh 的补全方法非常简单直观。稍微解释下上面的代码

_arguments

这个函数是 zsh 自带的，有点类似 bash 中的 compgen ，但是功能更加强大。

'-h::' 

这里 : 分割的3部分分别是 “待补全的参数:参数的说明:动态补全参数的内容“

自定义补全

根据上面的解释，要想动态补全 -d 参数非常简单，只要加个函数，并配置在 -d:: 之后即可

#compdef cli-test.sh
# filename: _cli-test.h

_cli_test() {

    _arguments -C -s -S 
               '-h::' 
               '-u::' 
               '-d:auto complete date:__complete_d_option' 
               '-p::'
}

__complete_d_option() {
    local expl
    dates=( `generate_date` )

    _wanted dates expl date compadd $* - $dates
}

generate_date() {
    date -v -3d +"%Y-%m-%d"
    date -v -2d +"%Y-%m-%d"
    date -v -1d +"%Y-%m-%d"
    date +"%Y-%m-%d"
    date -v +1d +"%Y-%m-%d"
    date -v +2d +"%Y-%m-%d"
    date -v +3d +"%Y-%m-%d"
}

_cli_test "$@"

测试动态补全的效果

$ ./cli-test.sh -u -d 2016-10-<TAB><TAB>
2016-10-14  2016-10-15  2016-10-16  2016-10-17  2016-10-18  2016-10-19  2016-10-20

总结

2中shell环境下的自动补全都介绍完了，它们自动补全的机制都不难，只是 zsh 毕竟是新一点的shell，补全方式更加简单易懂。 特别是对于存在子命令和复杂的参数补全，以及参数内容动态补全的情况下，zsh 的机制更加易于维护。

来源：http://blog.iotalabs.io/