Linux程序之可变参数&&选项那些事

一、linux应用程序如何接收参数？

1、argc、argv

Linux应用程序执行时，我们往往通过命令行带入参数给程序，比如：

ls/dev/-l

其中参数 /dev/、**-l**都是作为参数传递给命令ls

应用程序又是如何接收这些参数的？

通常应用程序都是从main函数开始执行，传统的main函数风格如下：

intmain(intargc,char*argv[])
argc:
程序的命令行参数的数量，用于统计参数数量。
argv:
是一个指向一个字符串数组的指针，数组包含了参数，每个字符串就是一个参数，最后一个元素为0。
过一般习惯使用多级指针来操作字符串。

*charargv[]有时候我们也写成charargv，

**argv[]**是一个存放字符类型元素地址的数组。

因为 C 中是有字符串的概念的：将每个字符存放在 char 数组，最后一个元素为****表示字符串的结束。

**printf(%s)**就是输出字符串。

并且一般使用argv指针来访问、处理argv[]数组的内容。

C语言中，数组就是一个指针加偏移量。

所以argv则是指向一个指针数组argv[]的指针，不用定义，直接可以用。

在argv[]数组中存放的的指针指向输入命令的各部分（调用程序、选项、参数）。

2、举例

下面我们用一个实例来理解argc和argv

/*
*argc:命令行参数的个数
*argv:字符指针数组（指向各个命令行参数的字符指针所构成的数组）
*/
intmain(intargc,char*argv[])//接收命令行参数
{
printf("argc=%d
",argc);
for(inti=0;i< argc; i++) {
        printf("argv[%d]:%s
",i,argv[i]);//遍历字符指针数组argv
}
return0;
}

执行结果：

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

参数与argc，argv关系如下：

二、选项

1、选项含义

linux程序除了上述情况以外，我们还经常会遇到一个使用方法就是选项应用，

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

参数含义：

-a：尝试将IP地址解析为主机名。
-A：使用响应数据包中的附加数据。
-b：允许ping广播地址。
-B：不允许ping广播地址。
-c count：设置要发送的数据包数量。
-d：使用SO_DEBUG选项。
-D：不将socket设为分离模式。
-f：向目标发送一个“强制”数据包。
-h：显示帮助信息。
-i interval：设置发送数据包之间的时间间隔。
-I interface：设置要使用的网络接口。
-l preload：设置发送的数据包数量。
-m mark：设置ping数据包的标记。
-M pmtudisc_option：设置MTU发现选项。
-n：不要将IP地址解析为主机名。
-O：启用原始输出。
-p pattern：设置数据包的模式。
-Q tos：设置服务类型。
-r：不使用路由表，直接发送数据包到目标主机。
-R：启用记录路由。
-s packetsize：设置数据包的大小。
-S sndbuf：设置套接字的发送缓冲区大小。
-t ttl：设置数据包的TTL值。
-T timestamp_option：设置时间戳选项。
-U：使用UDP数据包。
-v：显示详细的ping命令输出。
-V：显示ping命令的版本信息。
-w deadline：设置等待响应的时间。
-W timeout：设置等待响应的超时时间。

destination：指定要ping的目标主机或IP地址。

这些-开头的都是选项， []表示可选的意思

[-aAbBdDfhLnOqrRUvV]是无参的选项
[-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...]这些都是有参数的选项
destination必须填写的参数

前辈们利用这点发明了“UNIX 风格”的命令，选项前面加一个横杠-，用于区分选项和参数。

2、程序如何区分参数和选项？

在程序的代码实现中，按照 UNIX 的代码惯例，上来直接跳过第一个，然后判断指针指向的字符串第一个字符是不是-，如果是的，那么进入一个switch判断，用case列出多种支持的情况下，应该执行什么代码。

例如下面这样就可以判断选项和处理参数:

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

事实这么处理选项参数是比较麻烦的，

linux提供了选项解析的函数：

//头文件
#include
#include/*所在头文件*/
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;/*系统声明的全局变量*/
externintoptind,opterr,optopt;

三、getopt

1、定义

intgetopt(intargc,char*constargv[],constchar*optstring);
功能：
getopt是用来解析命令行选项参数的，但是只能解析短选项:**-d100**,不能解析长选项：**--prefix**
参数
argc：
main()函数传递过来的参数的个数
argv：
main()函数传递过来的参数的字符串指针数组
optstring：
选项字符串，告知getopt()可以处理哪个选项以及哪个选项需要参数
返回：
如果选项成功找到，返回选项字母；如果所有命令行选项都解析完毕，返回-1；
如果遇到选项字符不在 optstring 中，返回字符‘?’；
如果遇到丢失参数，那么返回值依赖于optstring中第一个字符，
如果第一个字符是‘:’则返回’:‘，否则返回’?'并提示出错误信息。

2、optstring 含义 【重要】

下边重点举例说明optstring的格式意义：

char*optstring=“ab:”;
单个字符a 表示选项a没有参数格式：-a即可，不加参数
单字符加冒号b:表示选项b有且必须加参数格式：-b 100或-b100,但-b=100错
单字符加2冒号c::表示选项c可以有，也可以无格式：-c200，其它格式错误

上面这个 optstring 在传入之后，getopt 函数将依次检查命令行是否指定了 -a， -b， -c(这需要多次调用 getopt 函数，直到其返回-1)，当检查到上面某一个参数被指定时，函数会返回被指定的参数名称(即该字母)

系统声明的4个全局变量含义如下：

optarg ——指向当前选项参数(如果有)的指针。
optind ——再次调用 getopt()时的下一个 argv指针的索引。
optopt ——最后一个未知选项。
opterr­——如果不希望getopt()打印出错信息，则只要将全域变量opterr设为0即可。

3、实例

说千道万，不如来一个实例：

#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]);
}
}

• 正确输入参数，执行结果如下：

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)

• 输入选项参数错误的情况

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)

导致解析错误，第一个 optarg = null，实际输入参数 100，由于格式不正确造成的(可选参数格式固定)

• 参数丢失，也会导致错误

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选项是必须有参数的

• 命令行选项未定义，-e选项未在optstring中定义，会报错：

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

四、getopt_long

1、定义

intgetopt_long(intargc,char*constargv[],constchar*optstring,
conststruct option*longopts,int*longindex);
功能：
包含 getopt 功能，增加了解析长选项的功能如：--prefix --help
参数：
longopts
指明了长参数的名称和属性
longindex
如果longindex非空，它指向的变量将记录当前找到参数符合longopts里的第几个元素的描述，即是longopts的下标值
返回：
对于短选项，返回值同 getopt 函数；
对于长选项，
如果flag是NULL，返回val，否则返回0；
对于错误情况返回值同getopt函数

2、struct option

structoption{
constchar*name;/*参数名称*/
inthas_arg;/*指明是否带有参数*/
int*flag;/*flag=NULL时,返回value;不为空时,*flag=val,返回0*/
intval;/*用于指定函数找到选项的返回值或flag非空时指定*flag的值*/
};

参数has_arg 说明：has_arg 指明是否带参数值，其数值可选：

no_argument
表明长选项不带参数，如：–name, --help
required_argument
表明长选项必须带参数，如：–prefix /root或--prefix=/root
optional_argument
表明长选项的参数是可选的，如：–help或–prefix=/root，其它都是错误

3、实例

#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);
}
}

• 正确执行命令

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

• 可选选项可以不给参数

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

• 输入长选项错误的情况

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 函数与 getopt_long 函数使用相同的参数表，在功能上基本一致

只是 getopt_long 只将 --name 当作长参数，但 getopt_long_only 会将 --name 和 -name 两种选项都当作长参数来匹配

getopt_long_only 如果选项 -name 不能在 longopts 中匹配，但能匹配一个短选项，它就会解析为短选项。

六、综合实例

下面这个例子，是从开源项目ifplug提取出来的命令提取小例子，

大家可以根据自己需要，基于这个框架，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;
}

下面是测试结果

• 短选项

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

• 长选项

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

talk is cheap！
testthis code！

快操练起来吧！！！