python 学习笔记 12 -- 写一个脚本获取城市天气信息

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近期在玩树莓派，前面写过一篇在树莓派上使用1602液晶显示屏，那么可以显示后最重要的就是显示什么的问题了。

最easy想到的就是显示时间啊，CPU利用率啊。IP地址之类的。那么我认为呢，假设可以显示当前时间、温度也是甚好的。作为一个桌面小时钟还是非常精致的。

1. 眼下有哪些工具

眼下比較好用的应该是 weather-util，之前我获取天气信息一般都是通过它。

使用起来也非常easy：

（1） Debian/Ubuntu 用户使用
sudo apt-get install weather-util 安装

（2）使用能够直接终端下输入“ weather 城市名拼音” 查询，如

所以我们仅仅要对查询语句进行一点点改进就可以得到：

$ weather lanzhou

        Searching via name...

        [using result Lanzhou / Zhongchuan, China]

        Current conditions at Lanzhou / Zhongchuan, China (ZLLL) 36-01-12N 103-45E

        Last updated Jul 05, 2014 - 03:00 AM EDT / 2014.07.05 0700 UTC

           Temperature: 86 F (30 C)

           Relative Humidity: 28%

           Wind: Variable at 4 MPH (4 KT)

           Sky conditions: partly cloudy

所以，假设我在树莓派的程序/脚本中直接调用，就可非常轻松的得到我想要的天气信息。

$ weather "lanzhou" | grep "Temperature" | cut -d "(" -f2 | cut -d ")" -f1

30 C

可是，做非常多事都怕都这么一个可是啊！！

！

在树莓派上调用weather 查询天气耗时太可怕了：

$ time weather "lanzhou" | grep "Temperature" | cut -d "(" -f2 | cut -d ")" -f1

      25 C

      real 4m30.381s

      user 4m27.010s

      sys   0m1.560s

而在我的台式机端，耗时尽管比較长，可是也消耗了15s 之久。

      $ time weather "lanzhou" | grep "Temperature" | cut -d "(" -f2 | cut -d ")" -f1

      30 C

      real 0m15.609s

      user 0m15.405s

      sys   0m0.203s

那么为什么使用weather 查询个天气须要耗时这么久？依据參考资料[1] 中所述，“Weather”工具从METAR(Meteorological Terminal Aviation Routine Weather Report,
航空例行天气报告)， NOAA (the USA National Oceanic and Atmospheric Administration,
美国国家海洋和大气管理局)和NWS (the USA National Weather Service,
美国国家气象服务)检索获取天气状况和预报信息。这使得这个工具主要以美国为中心，然而你也能获取到全球有国际机场的地区的天气信息。

原来这个工具是针对美国国土以及一些国际机场，既然我们不在美国国土。那么我们查一下国际机场的信息试试时间会不会快上非常多：

$ time weather egll

        Searching via station...

        [caching result London / Heathrow Airport, United Kingdom]

        Current conditions at London / Heathrow Airport, United Kingdom (EGLL) 51-29N 000-27W 0M

        Last updated Jul 05, 2014 - 03:20 AM EDT / 2014.07.05 0720 UTC

           Temperature: 62 F (17 C)

           ..

        real    0m3.958s

        user    0m2.890s

        sys    0m0.072s

我们能够看到。速度确实要快上不少。

（并且因为此工具的优化，第二次查询时。耗时可达 0.08s 级别！

）看来我们使用现成的 weather-util 工具查询天气信息算是泡汤了。

我们须要更快的速度、更全面的区域。所以我认为我们须要本土的天气查询。

2. 使用什么接口

上文讨论到，我们须要使用本土的天气查询，百度上找到了一个帖子（见參考资料[2]）。上面给出了中国天气网（www.weather.com.cn）提供的查询结构，而且以下还给出了城市编码。

在此感谢一下作者。

那么我们在此查看一下这些接口会给我们哪些新息：

接口1 ： http://www.weather.com.cn/data/cityinfo/***.html
（“***” 处替换为你想要查询的城市的编码。下同）

这个网址会给我们例如以下信息（我感觉实用的信息已用颜色标出）：

{"weatherinfo":{"city":"兰州","cityid":"101160101","temp1":"19℃","temp2":"33℃","weather":"晴","img1":"n0.gif","img2":"d0.gif","ptime":"18:00"}}

所以我们能够通过此接口得到城市的气候（"weather"），低温（"temp1"），高温("temp2")。

接口2 ： http://www.weather.com.cn/data/sk/***.html

这个接口会给我们例如以下信息：

{"weatherinfo":{"city":"兰州","cityid":"101160101","temp":"26","WD":"北风","WS":"1 级","SD":"36%","WSE":"1","time":"21:00","isRadar":"1","Radar":"JC_RADAR_AZ9931_JB"}}

所以通过此结构我们能够得到的是一个城市的实时温度("temp")。

接口3：http://m.weather.com.cn/data/***.html

感觉这个接口给的信息比較杂乱：

{"weatherinfo":{"city":"兰州","city_en":"lanzhou","date_y":"2014年3月4日","date":"","week":"星期二","fchh":"11","cityid":"101160101","temp1":"11℃~0℃","temp2":"12℃~0℃","temp3":"11℃~2℃","temp4":"13℃~2℃","temp5":"15℃~2℃","temp6":"18℃~4℃","tempF1":"51.8℉~32℉","tempF2":"53.6℉~32℉","tempF3":"51.8℉~35.6℉","tempF4":"55.4℉~35.6℉","tempF5":"59℉~35.6℉","tempF6":"64.4℉~39.2℉","weather1":"晴","weather2":"多云","weather3":"多云转小雨","weather4":"小雨转多云","weather5":"多云转晴","weather6":"晴","img1":"0","img2":"99","img3":"1","img4":"99","img5":"1","img6":"7","img7":"7","img8":"1","img9":"1","img10":"0","img11":"0","img12":"99","img_single":"0","img_title1":"晴","img_title2":"晴","img_title3":"多云","img_title4":"多云","img_title5":"多云","img_title6":"小雨","img_title7":"小雨","img_title8":"多云","img_title9":"多云","img_title10":"晴","img_title11":"晴","img_title12":"晴","img_title_single":"晴","wind1":"微风","wind2":"微风","wind3":"微风","wind4":"微风","wind5":"微风","wind6":"微风","fx1":"微风","fx2":"微风","fl1":"小于3级","fl2":"小于3级","fl3":"小于3级","fl4":"小于3级","fl5":"小于3级","fl6":"小于3级","index":"冷","index_d":"天气冷。建议着棉服、羽绒服、皮夹克加羊毛衫等冬季服装。

年老体弱者宜着厚棉衣、冬大衣或厚羽绒服。","index48":"冷","index48_d":"天气冷。建议着棉服、羽绒服、皮夹克加羊毛衫等冬季服装。年老体弱者宜着厚棉衣、冬大衣或厚羽绒服。

","index_uv":"中等","index48_uv":"弱","index_xc":"较适宜","index_tr":"适宜","index_co":"较舒适","st1":"10","st2":"1","st3":"12","st4":"0","st5":"11","st6":"2","index_cl":"适宜","index_ls":"基本适宜","index_ag":"极易发"}}

3. 实现

有了这些接口信息，外加城市代码文件，我们能够非常轻松滤清所要做的顺序：
依据用户输入的城市在代码文件里查找城市代码，使用城市代码替换结构中的代码。使用python的urllib2 获取此结构的内容。然后解析并输出。

3.1 搜索城市代码

城市代码文件里的内容格式为：

101010100=北京

101010200=海淀

101010300=朝阳

而整个文件有2000多行。假设逐行读取并匹配，个人认为效率还是不高，所以我使用 os.popen 调用shell 中的grep 来进行全文匹配查找。

def get_city_code(test_city, citycode_f = "citycode"):
if os.path.exists(citycode_f): # 先检查城市代码文件是否存在
ret = os.system("grep %s %s >/dev/null" % (test_city,citycode_f))
if ret == 0: # 检測os.system 的返回值从而得知城市名是否在代码文件里存在
grep_content = os.popen("grep %s %s" % (test_city,citycode_f)).read()
city_code = grep_content.split("=")[0] # 假设存在获取匹配行,如"101010100=北京"，使用‘=’作为分隔符获取第一列
return city_code
else:
print "\t搜索\"%s\"失败，请又一次搜索（市级城市）" % test_city
sys.exit(-1)
else:
print "当前文件夹没有\"%s\"文件。无法搜索" % citycode_f
sys.exit(-1)

3.2 替换结构代码获取内容

通过调用上述函数得到城市代码，使用例如以下的简单字符串方法就可以改动城市url ：

weather_url = "http://www.weather.com.cn/data/sk/%s.html" % city_code

info_url = "http://www.weather.com.cn/data/cityinfo/%s.html" % city_code

所以我们此时仅仅须要使用urllib2 模块获取url 的内容，并对内容进行解析。

获取url 内容，这里使用了一个简单的函数：

def use_urllib2(url):
try:
f = urllib2.urlopen(url, timeout=5).read()
except urllib2.URLError, e:
print e.reason
return -1
else:
return f

所以使用此函数打开上面的url ，打开后分析返回值假设是 -1 则打开出错，给出错误信息并调用 sys.exit 退出程序。假设正常打开。对内容进行解析获取关心的内容就可以：

weather_url = "http://www.weather.com.cn/data/sk/%s.html" % city_code
wea_str = use_urllib2(weather_url)
if wea_str == -1:
print "Sorry that I can't find the weather info of this city now, please check or retry"
sys.exit(-1)
else:
wea_list = wea_str.split(",")
for item in wea_list:
if "city" in item and "cityid" not in item:
city_name = get_content(item)
if "temp" in item:
city_temp = get_content(item)
if "time" in item:
update_time = get_content(item)

3.3 中文输入or英文输入

对于城市的代码文件，我们能够看出：假设想要匹配。我们仅仅能使用中文城市名。那么假设我想用城市名的拼音怎么办？所以仅仅能从根本处借决问题。那么怎么解决？一个个手动打进去？2000多行哦！这时候我想到了上面的接口3 中有这么一条实用的信息："city":"兰州","city_en":"lanzhou"

貌似一切都要变得简单。

我将原来原来拷贝过来的 citycode 改名为citycode1。

并写了一个脚本：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
import urllib2
import sys
import os
def file_append(filename,string):
try:
f = open(filename,"a")
try:
f.write(string+"\n")
except IOError:
print("Append %s occurs some errors" % filename)
return 0
except:
print("Append %s occurs some errors" % filename)
return 0
else:
return 1
except IOError:
print("open %s file error" % filename)
return 0
traceback.print_exc()
finally:
f.close()def use_urllib2(url):
try:
f = urllib2.urlopen(url, timeout=5).read()
except urllib2.URLError, e:
print e.reason
return -1
else:
return fdef deal_with_file(sour_file, tar_file):
try:
open_file = file(sour_file)
file_len = len(open(sour_file,'rU').readlines()) # 获取文件长度 for cur_line in range(0, file_len):
content = open_file.readline().strip("\n")
print "No.%d\tNow dealing with %s" %(cur_line, content)
if len(content) == 0:
file_append(tar_file, content)
else:
city_code = content.split("=")[0]
get_city_content_url = "http://m.weather.com.cn/data/%s.html" % city_code
web_content = use_urllib2(get_city_content_url)
if web_content == -1:
print "%s has no the web content, pass it " % content
else:
web_list = web_content.split(",")
for item in web_list:
if "city_en" in item:
dealed_content = content+"="+item.split(":")[1].replace("\"", "")
file_append(tar_file, dealed_content) except IOError:
print("open %s file error" % sour_file)
sys.exit(-1)
finally:
print("we will close file %s" % sour_file)
open_file.close()#### Real start here
file_name = "citycode1" # 原始文件，格式为"101010100=北京"
result_f = "citycode" # 终于将改完的格式为"101010100=北京=beijing"内容存入此文件
if os.path.exists(result_f):
os.remove(result_f)
deal_with_file(file_name, result_f)

此时我们打开城市代码文件，里面的内容都是这个格式的：

101010100=北京=beijing

101010200=海淀=haidian

101010300=朝阳=chaoyang

注：改动完的的城市代码信息，本来我上传csdn下载，可是苦于被删除，所以大家能够克隆此仓库。

3.4 中文输出or英文输出

那么这个程序打印究竟应该是中文还是英文呢？我採取了本系列前文《python 学习笔记 11 -- 使用參数使你的程序变得更性感》中的方法。加入參数选择"-zh"/"-en"。假设使用的是 "./getweather.py -zh **" 则以中文输出（不填加选项，直接使用 "./getweather.py ***" 查询採取的默认输出也是中文，只是可通过改动代码中的初始值设置进行改动）。假设使用"./getweather.py -en **" 则以英文输出。

使用的方法非常easy：设置一个全局变量叫 "chinese_flag" 并设初始值为1。获取用户參数时。假设有 "-zh" 则不变，假设有"-en" 则改为0。不论什么printf 打印时对此变量进行推断后使用不同的输出。

4. 总结

本文中尽管总共写了不到300 行的python 代码，可是终于效果以及健壮性还是非常不错的：

$ ./getweather.py 兰州

你仅仅使用一个參数"兰州"（且不是"-h"），将其作为城市名搜索

timed out

对不起。临时搜寻不到此城市信息，请检查或稍后再试

$ ./getweather.py 兰州

你仅仅使用一个參数"兰州"（且不是"-h"），将其作为城市名搜索

    今天"兰州市"天气是:

    ========================

    今日天气 : 晴

    实时温度 : 32℃

    今日的温度区间 : 19℃ ~ 33℃

    更新时间: 16:10

    ========================

    很多其它请參见：http://www.weather.com.cn/weather/101160101.shtml

$ ./getweather.py lanzhou

你仅仅使用一个參数"lanzhou"（且不是"-h"），将其作为城市名搜索

    今天"兰州市"天气是:

    ========================

    今日天气 : 晴

    实时温度 : 32℃

    今日的温度区间 : 19℃ ~ 33℃

    更新时间: 16:10

    ========================

    很多其它请參见：http://www.weather.com.cn/weather/101160101.shtml

$ ./getweather.py -en lanzhou

    The weather info of "兰州":

    ========================

    The weather today is : 晴

    Currenttly the temperature is : 32℃

    The weather section today is : 19℃ ~ 33℃

    Update time: 16:10

    ========================

    See more: http://en.weather.com.cn/weather/101160101.shtml

$ ./getweather.py -en lanzhou1

    Search city "lanzhou1" fail, please check the city and retry(at lease city size)

$ ./getweather.py -zg lanzhou1

你选择了错误的结果选项，请又一次输入或者使用'-h'查看怎样使用

$ ./getweather.py -zh lanzhou1

    搜索"lanzhou1"失败，请又一次搜索（市级城市）