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Python argparse 사용법

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목차

이 글에서는 Python 패키지인 argparse에 대해 알아본다. Machine Learning 코드를 볼 때 꽤 자주 볼 수 있을 것이다.


Import

import argparse

argparse

python train.py --epochs 50 --batch-size 64 --save-dir weights

Machine Learning을 포함해서, 위와 같은 실행 옵션은 많은 코드에서 볼 수 있었을 것이다. 학습 과정을 포함하여 대부분은 명령창 또는 콘솔에서 python 파일명 옵션들...으로 실행시키기 때문에, argparse에 대한 이해는 필요하다.

중요:

  • 기본적으로 argparse 라이브러리는 명령창(터미널)에서 실행하는 것을 원칙으로 한다. Jupyter notebook이나 (iPython) 대화형 실행 framework에서는 제대로 실행되지 않을 수 있다. 또한 이러한 대화형 framework에서는 코드 상에서 명시적으로 집어 넣는 게 아닌 이상 인자에 값을 바로 줄 수도 없다.
  • 그래도 쓰고 싶다면 args = parser.parse_args()args = parser.parse_args(args=[])로 바꾸고 사용할 수는 있다…하지만 위의 이유로 인해 별 의미는 없을 듯하다.

필자는 이 글에서 위의 명령 중 --epochs와 같은 것을 인자, 50과 같은 것을 (같이 준) 으로 부르겠다.

argparse는 python에 기본으로 내장되어 있다.

import argparse
import os

import os는 output directory를 만드는 등의 역할을 위해 필요하다.

argparse를 쓰려면 기본적으로 다음 코드가 필요하다.

import argparse

parser = argparse.ArgumentParser(description='Argparse Tutorial')
# argument는 원하는 만큼 추가한다.
parser.add_argument('--print-number', type=int, 
                    help='an integer for printing repeatably')

args = parser.parse_args()

for i in range(args.print_number):
    print('print number {}'.format(i+1))
  1. 일단 ArgumentParser에 원하는 description을 입력하여 parser 객체를 생성한다. description 외에도 usage, default value 등을 지정할 수 있다.
  2. 그리고 add_argument() method를 통해 원하는 만큼 인자 종류를 추가한다.
  3. parse_args() method로 명령창에서 주어진 인자를 파싱한다.
  4. args라는 이름으로 파싱을 성공했다면 args.parameter 형태로 주어진 인자 값을 받아 사용할 수 있다.

실행 결과

> python argparseTest.py -h
usage: argparseTest.py [-h] [--print-number PRINT_NUMBER]

Argparse Tutorial

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  --print-number PRINT_NUMBER
                        an integer for printing repeatably

> python argparseTest.py --print-number 5
print number 1
print number 2
print number 3
print number 4
print number 5

argparse의 인자는 지정할 수 있는 종류가 상당히 많다.

–help, -h

--help 또는 -h: 기본으로 내장되어 있는 옵션이다. 이 인자를 넣고 python으로 실행하면 인자 사용법에 대한 도움말이 출력된다.

> python argparseTest.py -h
usage: argparseTest.py [-h] [--print-number PRINT_NUMBER]
...

argument 이름 정의

인자의 이름을 지정할 때 여러 이름을 짓는 것이 가능하다. 지정할 때 두 개를 연속해서 나열한다. 보통 1~2개를 지정하는데, --help-h같이 fullname과 약자를 하나씩 지정하는 편이다. 또 help=에서 description을 써줄 수 있다.
참고로 help 메시지는 % formatting을 지원한다.

parser.add_argument('--print-number', '-p', help='an integer for printing repeatably')

type 지정

기본적으로 parse_args()가 주어진 인자들을 파싱할 때는 모든 문자를 숫자 등이 아닌 문자열 취급한다. 따라서 데이터 타입을 지정하고 싶으면 add_argument()에서 type=을 지정해 주어야 한다. default는 말한 대로 str이다.

  • ex) parser.add_argument('--print-number', '-p', type=int, ...)
  • type으로 사용 가능한 것은 한 개의 문자열을 받아들여 return 문이 있는 모든 callable 객체이다.
  • Common built-in types과 functions이 사용 가능한데, str, int, float, boolopen 등이 있다. list와 같은 것은 불가능하다. list처럼 쓰고 싶으면 아래쪽에서 설명할 action=append를 이용한다.
  • argparse.FileType() 함수도 type=에 사용 가능한데, mode=, bufsize=, encoding=, errors= parameter를 취하는 함수로서 다양한 파일을 여러 옵션으로 지정할 수 있다. 예를 들어 argparse.FileType('w')는 쓰기 가능한 파일을 만든다. 자세한 것은 여기를 참조한다.

positional / optional 인자

positional 인자와 optional 인자가 있다. 인자의 이름 앞에 -가 붙어 있으면 optional, 아니면 positional 인자로서 필수로 지정해야 한다.
단, positional 인자도 필수로 넣어야 하게끔 할 수 있다. add_argument() 함수에 required=True를 집어넣으면 된다. 그러나 C언어에서 #define true false같은 짓인 만큼 권장되지 않는다.

# argparseTest.py
# ...
parser.add_argument('--foo', '-f') # optional
parser.add_argument('bar')         # positional
args = parser.parse_args()
print('args.foo:', args.foo)
print('args.bar:', args.bar)
# optional 인자는 지정하지 않아도 되고, 그럴 경우 기본값이 저장된다.
> python argparseTest.py bar_value
args.foo: None
args.bar: bar_value

# positional 인자는 반드시 값을 정해 주어야 한다.
> python argparseTest.py --foo 1
usage: argparseTest.py [-h] [--foo FOO] bar
argparseTest.py: error: the following arguments are required: bar

# optional 인자 뒤에는 반드시 저장할 값을 지정해야 한다. 
# 이는 `action=store`인 optional 인자에 해당한다. 6번 항목에서 설명하겠다.
> python argparseTest.py bar_value --foo
usage: argparseTest.py [-h] [--foo FOO] bar
argparseTest.py: error: argument --foo/-f: expected one argument

# optional 인자는 `--foo 3`또는 `--foo=3` 두 가지 방식으로 지정할 수 있다.
# positional 인자는 그런 거 없다.
> python argparseTest.py --foo=5 bar=bar_value
args.foo: 5
args.bar: bar_value

# positional 인자가 여러 개라면 순서를 반드시 지켜야 한다.
# optional 인자는 값만 잘 지정한다면 어디에 끼워 넣어도 상관없다.
> python argparseTest.py bar_value --foo 7
args.foo: 7
args.bar: bar_value

default 값 지정

값을 저장할 때 명시적으로 지정하지 않았을 때 들어가는 기본값을 설정할 수 있다. add_argument()에서 default= 옵션을 지정한다. - argparse.SUPPRESS를 적을 경우, 인자를 적지 않았을 때 None이 들어가는 것이 아닌 아예 인자 자체가 생성되지 않는다. 또한 --help에도 표시되지 않는다.

parser.add_argument('--foo', '-f', type=int, default=5)
> python argparseTest.py
args.foo: 5

# 그러나 인자를 적어 놓고 값은 안 주면 에러가 난다. 
# 기본적으로 한 개의 값을 추가로 받아야 하기 때문이다.
# 이걸 바꾸려면 6번이나 7번 항목을 참조한다.
> python argparseTest.py --foo
usage: argparseTest.py [-h] [--foo FOO]
argparseTest.py: error: argument --foo/-f: expected one argument

action의 종류 지정

인자를 정의(add_argument()에 의해)할 때 action을 지정할 수 있다. 액션에는 다음과 같은 것들이 있으며, 기본값은 store이다.

  • store: action을 지정하지 않으면 store이 된다. 인자 이름 바로 뒤의 값을 해당 인자에 대입(저장)시킨다.
  • store_const: add_argument()에서 미리 지정되어 있는 const=에 해당하는 값이 저장된다. const=는 반드시 써 주어야 한다.
  • store_true, store_false: 인자를 적으면(값은 주지 않는다) 해당 인자에 TrueFalse가 저장된다.
  • append: 값을 하나가 아닌 여러 개를 저장하고 싶을 때 쓴다. 인자를 여러 번 호출하면 같이 주는 값이 계속 append된다.
  • append_const: append와 비슷하지만 사전에 지정한 const 값이 저장된다.
  • count: 인자를 적은 횟수만큼 값이 올라간다. 보통 verbose 옵션에 많이 쓴다.
  • help: 도움말 메시지를 출력하게 하고 종료하여 코드는 실행시키지 않는다. --help 역할을 대신한다.
  • version: version 인자에 사용가능하다. 버전 정보를 출력하고 종료한다.
parser.add_argument('--foo', action='store_const', const=10)
> python argparseTest.py --foo
args.foo: 10

# 인자를 적지 않으면 default 값(None)이 저장된다.
parser.add_argument('--foo', action='store_const', const=10)
> python argparseTest.py
args.foo: None

# default 값을 지정하면 당연히 바뀐다.
parser.add_argument('--foo', action='store_const', const=10, default=5)
> python argparseTest.py
args.foo: 5

# store_true의 경우 default 값은 false이며, 인자를 적어 주면 true가 저장된다.
# store_false의 경우 반대이다.
parser.add_argument('--foo1', action='store_true')
parser.add_argument('--foo2', action='store_true')
parser.add_argument('--foo3', action='store_false')
parser.add_argument('--foo4', action='store_false')
args = parser.parse_args()

print('args.foo1:', args.foo1)
print('args.foo2:', args.foo2)
print('args.foo3:', args.foo3)
print('args.foo4:', args.foo4)
> python argparseTest.py --foo1 --foo4
args.foo: True
args.foo: False
args.foo: True
args.foo: False

# 참고로 한 번만 호출해도 args.foo는 데이터 타입이 list가 된다. 안 하면 None이다.
parser.add_argument('--foo', action='append')
> python argparseTest.py --foo 1 --foo 123 --foo=xyz
args.foo: ['1', '123', 'xyz']

attribute name: -, _ 구분

인자의 이름에는 -_을 쓸 수 있다. 단, python 기본 문법은 변수명에 -를 허용하지 않기 때문에, 인자의 이름에 -가 들어갔다면 args.인자로 접근하려면 -_로 바꿔 주어야 한다.

  • --print-number의 경우 args.print_number로 접근할 수 있다.
  • --print_number의 경우 args.print_number로 동일하다.

dest: 적용 위치 지정

argument를 지정할 때 store나 action의 저장 또는 적용 위치를 바꿔서 지정할 수 있다. 예를 들어 --foodest= 옵션을 --foo-list로 지정하면, args.foo_list에 값이 저장되는 식이다.

parser.add_argument('--foo', action='append', dest='foo_list')
parser.add_argument('--bar', dest='bar_value')
args = parser.parse_args()

print('args.foo_list:', args.foo_list)
print('args.bar_value:', args.bar_value)

try:
    if args.foo is not None:
        print('Hmm?')
except AttributeError as e:
    print('Where are you gone?', e)
> python argparseTest.py --foo 1 --foo 123 --foo=xyz --bar ABC
args.foo_list: ['1', '123', 'xyz']
args.bar_value: ABC
Where are you gone? 'Namespace' object has no attribute 'foo'

nargs: 값 개수 지정

argparse는 일반적으로 1개의 값을 추가로 받거나, action=store_true의 경우는 값을 추가로 받지 않는다. 이를 바꿔 주는 것이 nargs= 이다.

  • N: N개의 값을 읽어들인다.
  • ?: 0개 또는 1개의 값을 읽어들인다.
    • 인자와 값을 모두 적은 경우 해당 값이 저장된다.
    • 인자만 적은 경우 const 값이 저장된다.
    • 아무것도 적지 않았으면 default 값이 저장된다.
  • *: 0개 이상의 값을 전부 읽어들인다.
  • +: 1개 이상의 값을 전부 읽어들인다. 정규표현식의 것과 매우 비슷하다.
  • argparse.REMAINDER: 남은 값을 개수 상관없이 전부 읽어들인다.

예제는 원문이나 번역본을 참조한다.

choices: 값 범위 지정

인자와 같이 주어지는 값의 범위를 제한하고 싶으면 choices= 옵션을 쓰면 된다. choices=에 들어갈 수 있는 정의역은 list 등 iterable 객체이다(in 조건검사를 할 수 있으면 된다).

parser.add_argument('--foo', choices=range(1, 5))
> python argparseTest.py --foo 5
usage: argparseTest.py [-h] [--foo {1,2,3,4}]
argparseTest.py: error: argument --foo: 
invalid choice: '5' (choose from 1, 2, 3, 4)

metavar: 이름 재지정

metavar은 help=에서 도움말 메시지를 생성할 때 표시되는 이름을 변경할 수 있다(직접 값을 참조하는 args.foo 같은 경우 기본 이름 또는 dest=에 의해 재지정된 이름을 써야 한다).


References