Python Command Line (CLI): Hướng dẫn toàn diện từ cơ bản đến nâng cao cho lập trình viên

Python Command Line (CLI) là một công cụ mạnh mẽ và linh hoạt dành cho các lập trình viên, cho phép họ thực hiện nhiều tác vụ khác nhau một cách hiệu quả. Dù bạn đang Debug, chạy script, tự động hóa công việc, quản lý package hay phân tích dữ liệu, việc thành thạo Python CLI có thể tăng đáng kể năng suất của bạn.

Python Command Line (CLI) là gì?

Python CLI là một giao diện terminal dùng để chạy các script Python trực tiếp trong terminal hoặc command prompt. Không giống như khi chạy mã Python qua web application hoặc GUI application, CLI cho phép lập trình viên:

Chạy script mà không cần web server, framework hay giao diện đồ họa.
Tự động hóa các tác vụ thường xuyên.
Debug ứng dụng một cách nhanh chóng.
Nhanh chóng kiểm tra đoạn mã.
Quản lý package và môi trường ảo.

Điều này làm cho Python CLI trở nên lý tưởng cho việc tự động hóa, bảo trì, Debug và phát triển ứng dụng.

Lợi ích khi sử dụng Python CLI

Hiệu năng: Script CLI thực thi trực tiếp, giúp kiểm tra và chạy nhanh hơn.
Tự động hóa: Hữu ích cho cron job, xử lý dữ liệu và các tác vụ hệ thống.
Linh hoạt: Dễ dàng tích hợp với các công cụ CLI khác và shell script.
Quản lý môi trường: Tạo và quản lý virtual environment dễ dàng.
Package management: Quản lý dependencies với pip một cách đơn giản.

Cách truy cập Python CLI

Để truy cập Python CLI, mở terminal và nhập lệnh sau:

python --version
# hoặc
python3 --version

Lệnh này hiển thị phiên bản Python hiện tại được cài đặt trên hệ thống. Nếu Python được cài đặt đúng, bạn sẽ thấy thông tin chi tiết về phiên bản.

Lưu ý: Trên nhiều hệ thống, python có thể trỏ tới Python 2.x, trong khi python3 trỏ tới Python 3.x. Nên sử dụng python3 để đảm bảo sử dụng phiên bản mới nhất.

Các lệnh phổ biến trong Python CLI

1. Kiểm tra phiên bản Python

Xác minh cài đặt Python và phiên bản:

python --version
python -V
python3 --version

2. Chạy một script Python

Thực thi script Python trực tiếp từ terminal:

python script.py
python3 script.py

Thay script.py bằng đường dẫn tới file Python của bạn.

3. Chạy một dòng mã Python

Chạy một dòng mã Python mà không cần file script:

python -c 'print("Hello World")'
python3 -c 'import sys; print(sys.version)'

4. Chế độ tương tác (Interactive Mode)

Sử dụng chế độ tương tác để kiểm tra nhanh các đoạn mã Python:

python
# hoặc
python3

Lệnh này mở một shell tương tác (REPL - Read-Eval-Print Loop) nơi bạn có thể viết và thực thi mã Python từng dòng một:

>>> print("Hello World")
Hello World
>>> x = 10
>>> y = 20
>>> print(x + y)
30

Để thoát khỏi chế độ tương tác, gõ exit() hoặc nhấn Ctrl+D (Linux/Mac) hoặc Ctrl+Z sau đó Enter (Windows).

5. Chạy module như một script

Python cho phép bạn chạy module như một script với tùy chọn -m:

python -m http.server 8000
python3 -m http.server 8000

Lệnh này khởi động một HTTP server đơn giản trên cổng 8000.

Các module phổ biến khác:

# Chạy pip
python -m pip install package_name

# Tạo virtual environment
python -m venv myenv

# Kiểm tra và sửa code formatting với black
python -m black script.py

# Chạy unittest
python -m unittest test_module.py

# Tạo và mở JSON viewer
python -m json.tool data.json

6. Kiểm tra cú pháp Python

Biên dịch script Python để phát hiện lỗi cú pháp mà không cần thực thi:

python -m py_compile script.py

Hoặc sử dụng công cụ bên ngoài:

# Cài đặt pylint
pip install pylint

# Kiểm tra cú pháp và chất lượng code
pylint script.py

7. Chạy script với các tùy chọn Debug

Chạy script với mode verbose để xem thêm thông tin debug:

python -v script.py

Hoặc sử dụng Python debugger (pdb):

python -m pdb script.py

8. Xem thông tin về Python

Hiển thị thông tin chi tiết về Python installation:

python -VV
python3 -VV

Lệnh này hiển thị phiên bản Python và thông tin về compiler được sử dụng để build Python.

9. Xem đường dẫn Python

Để biết đường dẫn thực thi của Python:

which python
which python3
# hoặc
where python  # trên Windows

10. Liệt kê các package đã cài đặt

Để xem tất cả các package Python đã cài đặt:

pip list
pip freeze

pip freeze xuất ra định dạng phù hợp cho file requirements.txt.

11. Tạo và quản lý Virtual Environment

Virtual environment giúp cô lập dependencies cho từng project:

# Tạo virtual environment
python -m venv myenv

# Kích hoạt virtual environment
# Linux/Mac:
source myenv/bin/activate

# Windows:
myenv\Scripts\activate

# Hủy kích hoạt
deactivate

Viết Script CLI với Python

Truy cập Tham số Dòng lệnh

Tham số dòng lệnh có thể truy cập qua module sys:

import sys

if len(sys.argv) > 1:
    print(f"Tham số: {sys.argv[1]}")
else:
    print("Không có tham số nào được cung cấp.")

Chạy script:

python script.py hello

Sử dụng argparse cho command line arguments

Module argparse cung cấp cách mạnh mẽ hơn để xử lý arguments:

import argparse

parser = argparse.ArgumentParser(description='Mô tả script')
parser.add_argument('name', help='Tên của bạn')
parser.add_argument('--age', type=int, help='Tuổi của bạn')
parser.add_argument('-v', '--verbose', action='store_true', help='Verbose output')

args = parser.parse_args()
print(f"Xin chào, {args.name}!")
if args.age:
    print(f"Bạn {args.age} tuổi.")
if args.verbose:
    print("Verbose mode enabled.")

Chạy script:

python script.py John --age 25 -v

Đọc Dữ liệu Người dùng Nhập

Sử dụng input() để đọc dữ liệu nhập:

name = input("Nhập tên của bạn: ")
print(f"Xin chào, {name}!")

Xử lý Output và Error

Tùy chỉnh output với sys.stdout và sys.stderr:

import sys

sys.stdout.write("Đây là output chuẩn\n")
sys.stderr.write("Đây là thông báo lỗi\n")

Troubleshooting Common Issues

Python không được tìm thấy

# Kiểm tra PATH
echo $PATH

# Thêm Python vào PATH (Linux/Mac)
export PATH="/usr/local/bin/python3:$PATH"

# Hoặc tạo symbolic link
sudo ln -s /usr/local/bin/python3 /usr/bin/python

pip không hoạt động

# Cài đặt hoặc nâng cấp pip
python -m ensurepip --upgrade
python -m pip install --upgrade pip

Permission denied khi cài đặt package

# Sử dụng --user flag
pip install --user package_name

# Hoặc sử dụng virtual environment (khuyến nghị)
python -m venv venv
source venv/bin/activate
pip install package_name

ModuleNotFoundError

# Kiểm tra package đã cài đặt chưa
pip list | grep package_name

# Cài đặt package
pip install package_name

# Kiểm tra PYTHONPATH
echo $PYTHONPATH

Kết luận

Python CLI là một công cụ không thể thiếu cho các lập trình viên Python, cung cấp khả năng rộng rãi để chạy và quản lý script, debug, tự động hóa các tác vụ và quản lý dependencies. Bằng cách thành thạo các lệnh và kỹ thuật này, bạn có thể:

Tăng năng suất làm việc
Tự động hóa các tác vụ lặp đi lặp lại
Debug hiệu quả hơn
Quản lý project và dependencies tốt hơn
Xử lý dữ liệu một cách mạnh mẽ

Hãy thực hành thường xuyên với Python CLI để trở thành một lập trình viên Python hiệu quả và chuyên nghiệp hơn. Bắt đầu với các lệnh cơ bản, sau đó dần dần khám phá các tính năng nâng cao để tối ưu hóa quy trình làm việc của bạn.