Linux程序之可變參數(shù)&&選項那些事

一、linux應(yīng)用程序如何接收參數(shù)？

1、argc、argv

Linux應(yīng)用程序執(zhí)行時，我們往往通過命令行帶入參數(shù)給程序，比如：

ls/dev/-l

其中參數(shù) /dev/、**-l**都是作為參數(shù)傳遞給命令ls

應(yīng)用程序又是如何接收這些參數(shù)的？

通常應(yīng)用程序都是從main函數(shù)開始執(zhí)行，傳統(tǒng)的main函數(shù)風(fēng)格如下：

intmain(intargc,char*argv[])
argc:
程序的命令行參數(shù)的數(shù)量，用于統(tǒng)計參數(shù)數(shù)量。
argv:
是一個指向一個字符串?dāng)?shù)組的指針，數(shù)組包含了參數(shù)，每個字符串就是一個參數(shù)，最后一個元素為0。
過一般習(xí)慣使用多級指針來操作字符串。

*charargv[]有時候我們也寫成charargv，

**argv[]**是一個存放字符類型元素地址的數(shù)組。

因為 C 中是有字符串的概念的：將每個字符存放在 char 數(shù)組，最后一個元素為****表示字符串的結(jié)束。

**printf(%s)**就是輸出字符串。

并且一般使用argv指針來訪問、處理argv[]數(shù)組的內(nèi)容。

C語言中，數(shù)組就是一個指針加偏移量。

所以argv則是指向一個指針數(shù)組argv[]的指針，不用定義，直接可以用。

在argv[]數(shù)組中存放的的指針指向輸入命令的各部分（調(diào)用程序、選項、參數(shù)）。

2、舉例

下面我們用一個實例來理解argc和argv

/*
*argc:命令行參數(shù)的個數(shù)
*argv:字符指針數(shù)組（指向各個命令行參數(shù)的字符指針?biāo)鶚?gòu)成的數(shù)組）
*/
intmain(intargc,char*argv[])//接收命令行參數(shù)
{
printf("argc=%d
",argc);
for(inti=0;iprintf("argv[%d]:%s
",i,argv[i]);//遍歷字符指針數(shù)組argv
}
return0;
}

執(zhí)行結(jié)果：

peng@ubuntu:~/work$./peng arg1 arg2 arg3
argc=4
argv[0]:./peng
argv[1]:arg1
argv[2]:arg2
argv[3]:arg3

二、選項

1、選項含義

linux程序除了上述情況以外，我們還經(jīng)常會遇到一個使用方法就是選項應(yīng)用，

比如：ping命令

peng@ubuntu:~/work$ping-h
Usage:ping[-aAbBdDfhLnOqrRUvV][-c count][-i interval][-I interface]
[-m mark][-M pmtudisc_option][-l preload][-p pattern][-Q tos]
[-s packetsize][-S sndbuf][-t ttl][-T timestamp_option]
[-w deadline][-W timeout][hop1...]destination

參數(shù)含義：

-a：嘗試將IP地址解析為主機(jī)名。
-A：使用響應(yīng)數(shù)據(jù)包中的附加數(shù)據(jù)。
-b：允許ping廣播地址。
-B：不允許ping廣播地址。
-c count：設(shè)置要發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)量。
-d：使用SO_DEBUG選項。
-D：不將socket設(shè)為分離模式。
-f：向目標(biāo)發(fā)送一個“強(qiáng)制”數(shù)據(jù)包。
-h：顯示幫助信息。
-i interval：設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)包之間的時間間隔。
-I interface：設(shè)置要使用的網(wǎng)絡(luò)接口。
-l preload：設(shè)置發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)量。
-m mark：設(shè)置ping數(shù)據(jù)包的標(biāo)記。
-M pmtudisc_option：設(shè)置MTU發(fā)現(xiàn)選項。
-n：不要將IP地址解析為主機(jī)名。
-O：啟用原始輸出。
-p pattern：設(shè)置數(shù)據(jù)包的模式。
-Q tos：設(shè)置服務(wù)類型。
-r：不使用路由表，直接發(fā)送數(shù)據(jù)包到目標(biāo)主機(jī)。
-R：啟用記錄路由。
-s packetsize：設(shè)置數(shù)據(jù)包的大小。
-S sndbuf：設(shè)置套接字的發(fā)送緩沖區(qū)大小。
-t ttl：設(shè)置數(shù)據(jù)包的TTL值。
-T timestamp_option：設(shè)置時間戳選項。
-U：使用UDP數(shù)據(jù)包。
-v：顯示詳細(xì)的ping命令輸出。
-V：顯示ping命令的版本信息。
-w deadline：設(shè)置等待響應(yīng)的時間。
-W timeout：設(shè)置等待響應(yīng)的超時時間。

destination：指定要ping的目標(biāo)主機(jī)或IP地址。

這些-開頭的都是選項， []表示可選的意思

[-aAbBdDfhLnOqrRUvV]是無參的選項
[-c count][-i interval][-I interface]
[-m mark][-M pmtudisc_option][-l preload][-p pattern][-Q tos]
[-s packetsize][-S sndbuf][-t ttl][-T timestamp_option]
[-w deadline][-W timeout][hop1...]這些都是有參數(shù)的選項
destination必須填寫的參數(shù)

前輩們利用這點發(fā)明了“UNIX 風(fēng)格”的命令，選項前面加一個橫杠-，用于區(qū)分選項和參數(shù)。

2、程序如何區(qū)分參數(shù)和選項？

在程序的代碼實現(xiàn)中，按照 UNIX 的代碼慣例，上來直接跳過第一個，然后判斷指針指向的字符串第一個字符是不是-，如果是的，那么進(jìn)入一個switch判斷，用case列出多種支持的情況下，應(yīng)該執(zhí)行什么代碼。

例如下面這樣就可以判斷選項和處理參數(shù):

intc;
while(--argc>0&&(*++argv)[0]=='-'{
while(c=*++argv[0]{
switch(c){
case'x':
...
break;
case'n':
...
break;
default:
printf("xxx:illegal opyion%c
",c);
...
break;
}
}
}

3、getopt、getopt_long

事實這么處理選項參數(shù)是比較麻煩的，

linux提供了選項解析的函數(shù)：

//頭文件
#include
#include/*所在頭文件*/
intgetopt(intargc,char*constargv[],constchar*optstring);
intgetopt_long(intargc,char*constargv[],constchar*optstring,
conststruct option*longopts,int*longindex);
intgetopt_long_only(intargc,char*constargv[],constchar*optstring,
conststruct option*longopts,int*longindex);
externchar*optarg;/*系統(tǒng)聲明的全局變量*/
externintoptind,opterr,optopt;

三、getopt

1、定義

intgetopt(intargc,char*constargv[],constchar*optstring);
功能：
getopt是用來解析命令行選項參數(shù)的，但是只能解析短選項:**-d100**,不能解析長選項：**--prefix**
參數(shù)
argc：
main()函數(shù)傳遞過來的參數(shù)的個數(shù)
argv：
main()函數(shù)傳遞過來的參數(shù)的字符串指針數(shù)組
optstring：
選項字符串，告知getopt()可以處理哪個選項以及哪個選項需要參數(shù)
返回：
如果選項成功找到，返回選項字母；如果所有命令行選項都解析完畢，返回-1；
如果遇到選項字符不在 optstring 中，返回字符‘?’；
如果遇到丟失參數(shù)，那么返回值依賴于optstring中第一個字符，
如果第一個字符是‘:’則返回’:‘，否則返回’?'并提示出錯誤信息。

2、optstring 含義 【重要】

下邊重點舉例說明optstring的格式意義：

char*optstring=“ab:”;
單個字符a 表示選項a沒有參數(shù)格式：-a即可，不加參數(shù)
單字符加冒號b:表示選項b有且必須加參數(shù)格式：-b 100或-b100,但-b=100錯
單字符加2冒號c::表示選項c可以有，也可以無格式：-c200，其它格式錯誤

上面這個 optstring 在傳入之后，getopt 函數(shù)將依次檢查命令行是否指定了 -a， -b， -c(這需要多次調(diào)用 getopt 函數(shù)，直到其返回-1)，當(dāng)檢查到上面某一個參數(shù)被指定時，函數(shù)會返回被指定的參數(shù)名稱(即該字母)

系統(tǒng)聲明的4個全局變量含義如下：

optarg ——指向當(dāng)前選項參數(shù)(如果有)的指針。
optind ——再次調(diào)用 getopt()時的下一個 argv指針的索引。
optopt ——最后一個未知選項。
opterr-——如果不希望getopt()打印出錯信息，則只要將全域變量opterr設(shè)為0即可。

3、實例

說千道萬，不如來一個實例：

#include
#include
#include
intmain(intargc,char*argv[])
{
intopt;
char*string="a:c:d";
while((opt=getopt(argc,argv,string))!=-1)
{
printf("opt=%c		",opt);
printf("optarg=%s		",optarg);
printf("optind=%d		",optind);
printf("argv[optind]=%s
",argv[optind]);
}
}

• 正確輸入?yún)?shù)，執(zhí)行結(jié)果如下：

peng@ubuntu:~/work/test$./peng-a100-b 200-c 300-d
opt=aoptarg=100optind=2argv[optind]=-b
opt=boptarg=200optind=4argv[optind]=-c
opt=coptarg=300optind=6argv[optind]=-d
opt=doptarg=(null)optind=7argv[optind]=(null)

或者

ork/test$./peng-a100-b200-c300-d
opt=aoptarg=100optind=2argv[optind]=-b200
opt=boptarg=200optind=3argv[optind]=-c300
opt=coptarg=300optind=4argv[optind]=-d
opt=doptarg=(null)optind=5argv[optind]=(null)

• 輸入選項參數(shù)錯誤的情況

peng@ubuntu:~/work/test$./peng-a 100-b 200-c 300-d
opt=aoptarg=(null)optind=2argv[optind]=100
opt=boptarg=200optind=5argv[optind]=-c
opt=coptarg=300optind=7argv[optind]=-d
opt=doptarg=(null)optind=8argv[optind]=(null)

導(dǎo)致解析錯誤，第一個 optarg = null，實際輸入?yún)?shù) 100，由于格式不正確造成的(可選參數(shù)格式固定)

• 參數(shù)丟失，也會導(dǎo)致錯誤

peng@ubuntu:~/work/test$./peng-a-b 200-c
opt=aoptarg=(null)optind=2argv[optind]=-b
opt=boptarg=200optind=4argv[optind]=-c
./peng:option requires an argument--'c'
opt=?optarg=(null)optind=5argv[optind]=(null)

c選項是必須有參數(shù)的

• 命令行選項未定義，-e選項未在optstring中定義，會報錯：

peng@ubuntu:~/work/test$./peng-t
./peng:invalid option--'t'
opt=?optarg=(null)optind=2argv[optind]=(null)

四、getopt_long

1、定義

intgetopt_long(intargc,char*constargv[],constchar*optstring,
conststruct option*longopts,int*longindex);
功能：
包含 getopt 功能，增加了解析長選項的功能如：--prefix --help
參數(shù)：
longopts
指明了長參數(shù)的名稱和屬性
longindex
如果longindex非空，它指向的變量將記錄當(dāng)前找到參數(shù)符合longopts里的第幾個元素的描述，即是longopts的下標(biāo)值
返回：
對于短選項，返回值同 getopt 函數(shù)；
對于長選項，
如果flag是NULL，返回val，否則返回0；
對于錯誤情況返回值同getopt函數(shù)

2、struct option

structoption{
constchar*name;/*參數(shù)名稱*/
inthas_arg;/*指明是否帶有參數(shù)*/
int*flag;/*flag=NULL時,返回value;不為空時,*flag=val,返回0*/
intval;/*用于指定函數(shù)找到選項的返回值或flag非空時指定*flag的值*/
};

參數(shù)has_arg 說明：has_arg 指明是否帶參數(shù)值，其數(shù)值可選：

no_argument
表明長選項不帶參數(shù)，如：–name, --help
required_argument
表明長選項必須帶參數(shù)，如：–prefix /root或--prefix=/root
optional_argument
表明長選項的參數(shù)是可選的，如：–help或–prefix=/root，其它都是錯誤

3、實例

#include
#include
#include
intmain(intargc,char*argv[])
{
intopt;
intdigit_optind=0;
intoption_index=0;
char*string="a:c:d";
staticstructoptionlong_options[]=
{
{"reqarg",required_argument,NULL,'r'},
{"optarg",optional_argument,NULL,'o'},
{"noarg",no_argument,NULL,'n'},
{NULL,0,NULL,0},
};
while((opt=getopt_long_only(argc,argv,string,long_options,&option_index))!=-1)
{
printf("opt=%c		",opt);
printf("optarg=%s		",optarg);
printf("optind=%d		",optind);
printf("argv[optind]=%s		",argv[optind]);
printf("option_index=%d
",option_index);
}
}

• 正確執(zhí)行命令

peng@ubuntu:~/work/test$./long--reqarg 100--optarg=200--noarg
opt=roptarg=100optind=3argv[optind]=--optarg=200option_index=0
opt=ooptarg=200optind=4argv[optind]=--noargoption_index=1
opt=noptarg=(null)optind=5argv[optind]=(null)option_index=2

或者

peng@ubuntu:~/work/test$./long–reqarg=100--optarg=200--noarg
opt=ooptarg=200optind=3argv[optind]=--noargoption_index=1
opt=noptarg=(null)optind=4argv[optind]=(null)option_index=2

• 可選選項可以不給參數(shù)

peng@ubuntu:~/work/test$./long--reqarg 100--optarg--noarg
opt=roptarg=100optind=3argv[optind]=--optargoption_index=0
opt=ooptarg=(null)optind=4argv[optind]=--noargoption_index=1
opt=noptarg=(null)optind=5argv[optind]=(null)option_index=2

• 輸入長選項錯誤的情況

peng@ubuntu:~/work/test$./long--reqarg 100--optarg 200--noarg
opt=roptarg=100optind=3argv[optind]=--optargoption_index=0
opt=ooptarg=(null)optind=4argv[optind]=200option_index=1
opt=noptarg=(null)optind=6argv[optind]=(null)option_index=2

五、getopt_long_only

getopt_long_only 函數(shù)與 getopt_long 函數(shù)使用相同的參數(shù)表，在功能上基本一致

只是 getopt_long 只將 --name 當(dāng)作長參數(shù)，但 getopt_long_only 會將 --name 和 -name 兩種選項都當(dāng)作長參數(shù)來匹配

getopt_long_only 如果選項 -name 不能在 longopts 中匹配，但能匹配一個短選項，它就會解析為短選項。

六、綜合實例

大家可以根據(jù)自己需要，基于這個框架，定制自己的程序。

#define_GNU_SOURCE
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#defineETHCHECKD_VERSION"1.1"


intdelay_up=0;
char*interface="eth0";


voidusage(char*p){
if(strrchr(p,'/'))
p=strchr(p,'/')+1;

printf("%s[options]
"
"-i--iface=IFACESpecify ethernet interface(%s)
"
"-d--delay-up=SECSSpecify delay time(%i)
"
"-h--helpShow this help
",
p,
interface,
delay_up);
}

voidparse_args(intargc,char*argv[]){
staticstructoptionlong_options[]={

{"iface",required_argument,0,'i'},
{"delay-up",required_argument,0,'d'},
{"help",no_argument,0,'h'},
{"version",no_argument,0,'v'},
{0,0,0,0}
};
intoption_index=0;
inthelp=0,_kill=0,_check=0,_version=0,_suspend=0,_resume=0,_info=0;

for(;;){
intc;

if((c=getopt_long(argc,argv,"ihv",long_options,&option_index))0)
break;

switch(c){
case'i':
interface=strdup(optarg);
printf("interface%s
",interface);
break;
case'd':
delay_up=atoi(optarg);
printf("delay_up%d
",delay_up);
break;
case'h':
usage(argv[0]);
break;
case'v':
printf("peng"ETHCHECKD_VERSION"
");
break;
default:
fprintf(stderr,"Unknown parameter.
");
exit(1);
}
}

}

staticvolatileintalarmed=0;

intmain(intargc,char*argv[]){

parse_args(argc,argv);
return0;
}

下面是測試結(jié)果

• 短選項

peng@ubuntu:~/work/test$./param-h
param[options]
-i--iface=IFACESpecify ethernet interface(eth0)
-d--delay-up=SECSSpecify delay time(0)
-h--helpShow thishelp
peng@ubuntu:~/work/test$./param-v
peng 1.1

peng@ubuntu:~/work/test$./param-vh
peng 1.1
param[options]
-i--iface=IFACESpecify ethernet interface(eth0)
-d--delay-up=SECSSpecify delay time(0)
-h--helpShow thishelp

peng@ubuntu:~/work/test$./param-i eth3-d 15
interface eth3
delay_up 15


peng@ubuntu:~/work/test$./param-i eth3-d 15-h
interface eth3
delay_up 15
param[options]
-i--iface=IFACESpecify ethernet interface(eth3)
-d--delay-up=SECSSpecify delay time(15)
-h--helpShow thishelp

• 長選項

peng@ubuntu:~/work/test$./param--help
param[options]
-i--iface=IFACESpecify ethernet interface(eth0)
-d--delay-up=SECSSpecify delay time(0)
-h--helpShow thishelp

peng@ubuntu:~/work/test$./param--version
peng 1.1

peng@ubuntu:~/work/test$./param--iface eth3--delay-up 15
interface eth3
delay_up 15

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