在Python中使用prompt_toolkit创建交互式命令行应用程序

Python中有许多库可以用来创建交互式命令行应用程序，而其中一个非常强大且常用的库是prompt_toolkit。

prompt_toolkit是一个基于Python 3的库，用于创建功能强大的交互式命令行应用程序。它提供了许多高级特性，例如自动补全、语法高亮、输入历史记录等，使得开发者能够轻松地创建各种复杂的命令行应用程序。

下面我们将以一个简单的示例来介绍如何使用prompt_toolkit来创建一个交互式命令行应用程序。这个应用程序将是一个简单的计算器，能够接收用户输入的数学表达式，并计算其结果。

首先，我们需要安装prompt_toolkit库。在命令行中输入以下命令可以完成安装：

pip install prompt_toolkit

下面是代码示例：

from prompt_toolkit import PromptSession
from prompt_toolkit.history import FileHistory
from prompt_toolkit.auto_suggest import AutoSuggestFromHistory
from prompt_toolkit.validation import Validator, ValidationError
from prompt_toolkit.shortcuts import print_formatted_text
from prompt_toolkit.formatted_text import HTML

# 定义一个数学表达式验证器
class MathExpressionValidator(Validator):
    def validate(self, document):
        text = document.text

        # 简单校验：表达式必须以数字开头和结尾，并且只包含数字和运算符
        if not text.startswith(('+', '-', '*', '/')) and not text.endswith(('+', '-', '*', '/')):
            try:
                eval(text)  # 尝试计算表达式
            except:
                raise ValidationError(
                    message='Invalid math expression',
                    cursor_position=len(text))

# 创建PromptSession
session = PromptSession(history=FileHistory('.history'), auto_suggest=AutoSuggestFromHistory())

# 循环接收用户输入
while True:
    try:
        text = session.prompt(
            HTML('<ansigreen>>> </ansigreen>'),
            validator=MathExpressionValidator(),
            mouse_support=True
        )
        result = eval(text)  # 计算表达式结果
        print_formatted_text(HTML(f'<ansicyan>{result}</ansicyan>'))
    except (KeyboardInterrupt, EOFError):  # 处理 Ctrl+C 和 Ctrl+D
        break

在上面的代码中，首先我们导入了需要的库和类。然后，我们定义了一个MathExpressionValidator类，用于验证用户输入的数学表达式是否合法。接下来，我们创建了一个PromptSession对象，用于接收用户的输入。在循环中，我们使用session.prompt方法接收用户的输入，并使用MathExpressionValidator类对输入的表达式进行验证。如果表达式合法，我们使用eval函数计算表达式的结果，并使用print_formatted_text方法将结果打印到命令行。

运行上述代码之后，我们就可以在命令行中输入数学表达式并计算其结果了。例如，我们输入"1 + 2 * 3"，就会计算出结果"7"。

总结来说，使用prompt_toolkit创建交互式命令行应用程序非常简单。我们只需要定义一个PromptSession对象，并在循环中使用session.prompt方法接收用户的输入，然后根据需要进行验证和处理即可。prompt_toolkit库提供了丰富的功能和选项，例如自动补全、语法高亮、输入历史记录等，开发者可以根据自己的需求选择合适的功能来提升命令行应用程序的用户体验。