習(xí)慣于使用Linux的人，時(shí)常需要在終端命令行工作，默認(rèn)的黑白界面看的蒼白而單調(diào)。實(shí)際上我們可以美化它的顯示，之前蟲(chóng)蟲(chóng)有很多文章中曾介紹過(guò)很多這樣的工具和小APP，大家可以我的參考?xì)v史文章參考學(xué)習(xí)。除了這些工具外有沒(méi)有其他辦法美化命令行呢，還有如何在我們自己的腳本中呈現(xiàn)色彩化的顯示呢？本文蟲(chóng)蟲(chóng)就來(lái)教你實(shí)現(xiàn)這些，包括文字著色，自由的定位移動(dòng)光標(biāo)（向上，向下，向左或向右），清屏重顯示（實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)進(jìn)度條，ASCII動(dòng)畫(huà)）。這其實(shí)都是使用ANSI標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)義碼編程實(shí)現(xiàn)的，今天蟲(chóng)蟲(chóng)就給大家來(lái)說(shuō)明ANSI轉(zhuǎn)義碼的使用方法，最后還使用Python語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單命令行界面。

顏色

在*nix體系下數(shù)程序與終端交互的方式是通過(guò)ANSI轉(zhuǎn)義碼。這些轉(zhuǎn)義碼是作為程序可打印的特殊代碼，以便擴(kuò)展終端的顯示。當(dāng)然由于兼容性問(wèn)題，各種終端對(duì)ANSI轉(zhuǎn)義碼支持也有差異，但是基本上在Linux（Windows可能解析有問(wèn)題）下基本的ANSI轉(zhuǎn)義代碼還兼容的存在。首先舉個(gè)例子"Hello,Chongchong"開(kāi)始：

最基本的ANSI轉(zhuǎn)義碼對(duì)文本進(jìn)行渲染的代碼。它允許我們給要打印的文本添加顏色、背景顏色或其他裝飾：

顏色

最基本操作是對(duì)文本著色。ANSI顏色轉(zhuǎn)義碼：

紅色：\u001b[31m

重置：\u001b[0m

這個(gè)\u001b前綴是大多數(shù)ANSI顏色轉(zhuǎn)義碼的開(kāi)頭。大多數(shù)編程語(yǔ)言都支持用這種語(yǔ)法來(lái)表示特殊字符，比如Java，Perl，Python和Javascript等都支持\u001b語(yǔ)法。

例如，這里打印字符串"Hello World"，但是紅色：

print("\u001b[31mHello ,chongchong\n")

上面顯示了打印了紅色的Hello chongchong，連提示符都變成紅色的了。事實(shí)上，此后再輸入的代碼都將顯示為紅色。這就是Ansi顏色轉(zhuǎn)義碼渲染的工作方式，設(shè)置打印特殊的顏色代碼后，設(shè)置就會(huì)一直生生效，除非再設(shè)置顏色代碼或者用Reset的代碼來(lái)恢復(fù)到默認(rèn)顏色。比如我們打印下Reset的代碼：

可以看到提示符號(hào)恢復(fù)到了回白色。在我們的代碼中如果我們?cè)O(shè)置過(guò)顏色代碼，一定要接著最后用Rest恢復(fù)初始環(huán)境，對(duì)上面的例子我們改造一下：

8顏色

上面我講了顏色代碼使用和恢復(fù)，終端共支持8種（代碼0，30-37）不同的顏色，分別為：

重置：\u001b[0m

黑色：\u001b[30m

紅色：\u001b[31m

綠色：\u001b[32m

黃色：\u001b[33m

藍(lán)色：\u001b[34m

洋紅：\u001b[35m

青色：\u001b[36m

白特：\u001b[37m

我們用上面的顏色打印下字母：

16色

大多數(shù)終端除了基本的8種顏色外，還支持"明亮"顏色。這些也都有自己的轉(zhuǎn)義碼，修飾正常的顏色，但在代碼中額外要加一個(gè);1

亮黑: \u001b[30;1m

亮紅: \u001b[31;1m

亮綠: \u001b[32;1m

亮黃: \u001b[33;1m

亮藍(lán): \u001b[34;1m

亮洋紅: \u001b[35;1m

亮青: \u001b[36;1m

亮白: \u001b[37;1m

Reset: \u001b[0m

我們可以打印出這些鮮艷的顏色并看到它們的效果：

可以看到它們確實(shí)比基本的8種顏色更亮。黑色A現(xiàn)在足夠亮，可以在黑色背景上成了灰色可見(jiàn)了，白色的H現(xiàn)在比默認(rèn)的文本顏色更亮。

256色

在16種色的基礎(chǔ)上，有些些終端支持256色的擴(kuò)展的，265中顏色的轉(zhuǎn)義碼格式為：

\u001b[38;5;${ID}m

下面我們寫(xiě)一個(gè)程序打印所有者256種顏色，為了顯示方便，我們使用jupyer notebook在瀏覽器上顯示：

import sys

for i in range(0, 16):

for j in range(0, 16):

code=str(i * 16 + j)

sys.stdout.write(u"\u001b[38;5;" + code + "m " + code.ljust(4))

print("\u001b[0m")

其中，也支持用jupyer notebook在瀏覽器上顯示：

代碼中，我們使用sys.stdout.write，這樣就可以在同一行上打印多個(gè)顏色，

背景顏色

ANSI轉(zhuǎn)義碼也支持設(shè)置文本背景的顏色。

例如，8種背景顏色對(duì)應(yīng)的代碼為(40-47）：

黑色背景: \u001b[40m

紅色背景: \u001b[41m

綠色背景: \u001b[42m

黃色背景: \u001b[43m

藍(lán)色背景: \u001b[44m

洋紅背景: \u001b[45m

青色背景: \u001b[46m

黑色背景: \u001b[47m

也支持亮色版本的背景色：

亮黑色背景: \u001b[40;1m

亮紅色背景: \u001b[41;1m

亮綠色背景: \u001b[42;1m

亮黃色背景: \u001b[43;1m

亮藍(lán)色背景: \u001b[44;1m

亮洋紅背景: \u001b[45;1m

亮青色背景: \u001b[46;1m

亮白色背景: \u001b[47;1m

Reset的代碼頁(yè)一樣都為: \u001b[0m也一樣

我們可以將它們打印出來(lái)并看到它們有效:

注意，背景顏色的亮色版不改變背景，而是增加前景文本的亮度，所以顯示效果不是很直觀(guān)。

256色背景

也用一個(gè)小腳本展示：

import sys

for i in range(0, 16):

for j in range(0, 16):

code=str(i * 16 + j)

sys.stdout.write("\u001b[48;5;" + code + "m " + code.ljust(4))

print("\u001b[0m")

Jupyter顯示：

格式修飾符

除了顏色和背景顏色，ANSI轉(zhuǎn)義碼還支持一些文本格式修飾符

粗體：\u001b[1m

下劃線(xiàn)：\u001b[4m

反色：\u001b[7m

每一個(gè)都可以單獨(dú)或者組合使用，或者于顏色符組合使用，看下面的例子：

光標(biāo)導(dǎo)航

光標(biāo)移動(dòng)的ANSI轉(zhuǎn)義碼更復(fù)雜，它允許我們?cè)诮K端窗移動(dòng)光標(biāo)，或者清除部分窗口。其中最基本的是向上，向下，向左或向右的光標(biāo)移動(dòng)：

↑: \u001b[{n}A

↓: \u001b[{n}B

→: \u001b[{n}C

←: \u001b[{n}D

為了演示需要，我們添加一個(gè)time.sleep(10)，以便觀(guān)察顯示效果。

import time

print("Hello I Am Chongchong"); time.sleep(10

進(jìn)度百分比：

光標(biāo)導(dǎo)航ANSI轉(zhuǎn)義碼可以利用來(lái)做的最簡(jiǎn)單的事情就是進(jìn)度條：

import time, sys

def loading():

print("Loading...")

for i in range(0, 100):

time.sleep(0.1)

sys.stdout.write("\u001b[1000D" + str(i + 1) + "%")

sys.stdout.flush()

print()

loading()

ASCII進(jìn)度條

上面我們用ANSI轉(zhuǎn)義碼來(lái)控制終端，創(chuàng)建一個(gè)顯示進(jìn)度百分比，我們對(duì)其進(jìn)行一下美化，比如顯示一個(gè)完成進(jìn)度條：

import time, sys

def loading():

print "Loading..."

for i in range(0, 100):

time.sleep(0.1)

width=(i + 1) / 4

bar="[" + "#" * width + " " * (25 - width) + "]"

sys.stdout.write(u"\u001b[1000D" + bar)

sys.stdout.flush()

print

loading()

代碼原理：利用循環(huán)迭代，刪除整行顯示，然后重新繪制一個(gè)更長(zhǎng)的顯示，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)動(dòng)態(tài)ASCII進(jìn)度條。效果如下：

利用向上和向下光標(biāo)代碼移動(dòng)，我們甚至可以一次性繪多個(gè)進(jìn)度條，比如下面代碼我們并行三個(gè)進(jìn)度條顯示：

import time, sys, random

def loading(count):

all_progress=[0] * count

sys.stdout.write("\n" * count)

while any(x < 100 for x in all_progress):

time.sleep(0.01)

unfinished=[(i, v) for (i, v) in enumerate(all_progress) if v < 100]

index, _=random.choice(unfinished)

all_progress[index] +=1

sys.stdout.write("\u001b[1000D")

sys.stdout.write("\u001b[" + str(count) + "A")

for progress in all_progress:

width=progress / 4

print("[" + "#" * width + " " * (25 - width) + "]")

loading()

代碼原理：

為了確保有足夠的空間來(lái)繪制進(jìn)度條，我們通過(guò)在函數(shù)啟動(dòng)時(shí)寫(xiě)入"\n" * count來(lái)完成的。該代碼會(huì)創(chuàng)建一列新行，使終端滾動(dòng)，確保在終端底部有準(zhǔn)確的空白行，以便呈現(xiàn)進(jìn)度條；使用all_progress數(shù)組模擬正在進(jìn)行的多項(xiàng)操作，并使該數(shù)組被隨機(jī)填充使用Up ANSI代碼每次移動(dòng)光標(biāo)計(jì)數(shù)行，這樣我們就可以每行打印一個(gè)計(jì)數(shù)進(jìn)度條。

編寫(xiě)命令行界面

使用ANSI轉(zhuǎn)義碼可以做的更有意義事情之一就是實(shí)現(xiàn)一個(gè)命令行界面。Bash，Python，Ruby都有自己的內(nèi)置命令行，編輯文本，提交命令，解析執(zhí)行。上面我們學(xué)習(xí)了，如何使用ANSI，本部分我們利用這些命轉(zhuǎn)義碼實(shí)現(xiàn)自己的命令行界面。

用戶(hù)接口

命令界面最重要的一部分就是用戶(hù)接口，負(fù)責(zé)接受用戶(hù)輸入。這可以使用以下代碼完成：

import sys, tty

def command_line():

tty.setraw(sys.stdin)

while True:

char=sys.stdin.read(1)

if ord(char)==3:

break;

print(ord(char))

sys.stdout.write(u"\u001b[1000D")

上面代碼中，我們使用setraw來(lái)確保我們的原始字符輸入直接被程序接收，然后讀取并顯示我們的按鍵的ASCII碼，如果按下3（CTRL-C的代碼）。由于我們已打開(kāi)tty.setraw打印，不會(huì)進(jìn)行光標(biāo)重置，最后我們執(zhí)行向左移動(dòng)\u001b[1000D移動(dòng)光標(biāo)到最左。顯示效果如下：

基本命令行

基于上面的基本接口，我們來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)原始命令行界面，用來(lái)回顯用戶(hù)鍵入的內(nèi)容，我們約定：

當(dāng)用戶(hù)按下可打印字符時(shí)，直接打印出來(lái)

當(dāng)用戶(hù)按Enter鍵時(shí)，打印出用戶(hù)輸入，換行輸入。

當(dāng)用戶(hù)按Backspace鍵時(shí)，刪除光標(biāo)所在的一個(gè)字符

當(dāng)用戶(hù)按下箭頭鍵時(shí)，使用ANSI轉(zhuǎn)義碼向左或向右移動(dòng)光標(biāo)。

首先，讓我們首先實(shí)現(xiàn)前兩個(gè)功能，代碼如下：

import sys, tty

def command_line():

tty.setraw(sys.stdin)

while True:

input=""

while True:

char=ord(sys.stdin.read(1))

if char==3:

return

elif 32 <=char <=126:

input=input + chr(char)

elif char in {10, 13}:

sys.stdout.write(u"\u001b[1000D")

print("\nechoing..."), input

input=""

sys.stdout.write(u"\u001b[1000D")

sys.stdout.write(input)

sys.stdout.flush()

顯示效果如下：

光標(biāo)導(dǎo)航

下一步是讓用戶(hù)使用箭頭鍵移動(dòng)光標(biāo)。鍵盤(pán)上左右箭頭鍵對(duì)應(yīng)于字符碼27 91 68和27 91 67的序列，所以我們可以對(duì)輸入代碼檢查并對(duì)應(yīng)移動(dòng)光標(biāo)

代碼原理：

通過(guò)維護(hù)一個(gè)索引變量，保留一個(gè)單獨(dú)的索引，該索引不一定在輸入的末尾，當(dāng)用戶(hù)輸入一個(gè)字符時(shí)，將其拼接到輸入的正確位置。

檢查char==27，然后檢查接下來(lái)的兩個(gè)字符來(lái)識(shí)別左右箭頭鍵，并遞增/遞減光標(biāo)的索引。

寫(xiě)入輸入后，手動(dòng)將光標(biāo)一直向左移動(dòng)，并向右移動(dòng)與光標(biāo)索引對(duì)應(yīng)的正確字符數(shù)。效果如下：

后續(xù)根據(jù)需要，可以增加Home和End（^和$）功能，只需通過(guò)類(lèi)似方法添加代碼即可，我們不在多贅述。

刪除功能

我們還要實(shí)現(xiàn)刪除功能：使用Backspace將會(huì)刪除光標(biāo)前字符，并將光標(biāo)向左移動(dòng)一位。為了實(shí)現(xiàn)效果我們還得用一個(gè)ANSI轉(zhuǎn)義碼實(shí)現(xiàn)各種清屏工作：

清除屏幕：

\u001b[{n}J清除屏幕

n=0從光標(biāo)清除到屏幕結(jié)束，

n=1從光標(biāo)到屏幕的開(kāi)頭清除

n=2清除整個(gè)屏幕

清除行：

\u001b[{n}K清除當(dāng)前行

n=0從光標(biāo)到行尾清除

n=1從光標(biāo)到行首開(kāi)始清除

n=2清除整行

下面的代碼：

sys.stdout.write(u"\u001b[0K")

清除光標(biāo)位置到行末的所有字符。

增加刪除功能后的代碼：

效果如下：

工作原理如下：

光標(biāo)移動(dòng)到行的開(kāi)頭sys.stdout.write(u"\u001b[1000D")

清除行sys.stdout.write(u"\u001b[0K")

當(dāng)前輸入寫(xiě)入sys.stdout.write（輸入）

光標(biāo)移動(dòng)到正確索引的位置sys.stdout.write(u"\u001b[" + str(index) + "C")

通常，使用這些代碼時(shí)候，都會(huì)在調(diào)用.flush()時(shí)生效。

最終我們實(shí)現(xiàn)了了一個(gè)最小規(guī)格的命令行界面，使用sys.stdin.read和sys.stdout.write實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)，用ANSI轉(zhuǎn)義碼控制終端。

語(yǔ)法高亮

截止目前，我們已經(jīng)嘗試使用ANSI轉(zhuǎn)義符顯示顏色，光標(biāo)導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)進(jìn)度條，并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)原始的命令行界面。最后我們給我們的命令行界面增加一個(gè)功能，對(duì)其中代碼實(shí)現(xiàn)語(yǔ)法高亮。

基于我們以后的代碼，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)法高亮就像在輸入字符串上調(diào)用一個(gè)syntax_highlight函數(shù)一樣簡(jiǎn)單，

sys.stdout.write(syntax_highlight(input))

為了演示我將使用一個(gè)虛擬語(yǔ)法高亮顯示器來(lái)突出顯示尾隨空格。

def syntax_highlight(input):

stripped=input.rstrip()

return stripped + u"\u001b[41m" + " " * (len(input) - len(stripped)) + u"\u001b[0m"

這就是一個(gè)最簡(jiǎn)單的實(shí)例，為了支持更強(qiáng)大的功能，可以利用Pygments的類(lèi)庫(kù)來(lái)替換上面syntax_highlight函數(shù)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)任何編程語(yǔ)言的真正的語(yǔ)法高亮。

結(jié)論

這種與命令行程序的"豐富"交互是大多數(shù)傳統(tǒng)命令行程序和庫(kù)所缺乏的。在充分了解ANSI轉(zhuǎn)義碼的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自己的富終端明亮行界面并不像想象的那么難。