Linux程序-可变参数与选项解析技巧
一般来说，应用程序从 main 函数开始执行，传统的 main 函数定义如下：
int main(int argc, char* argv[])登录后复制
在这里：
argc：表示程序的命令行参数数量，用于统计参数数量。
argv：是一个指向字符串数组的指针，数组中的每个字符串都是一个参数，而最后一个元素则为 0。常见的做法是使用多级指针来处理字符串。
char* argv[] 有时也会写成 char **argv，实际上，argv[] 是一个存放字符指针地址的数组。
在C语言中，字符串被存放在 char 数组中，而最后一个元素为 ：，表示字符串的结束。
当我们使用 printf(%s) 时，就是在输出字符串。
通常情况下，我们使用 argv 指针来访问和处理 argv[] 数组的内容。
在C语言中，数组本质上就是一个指针加上偏移量的概念。
因此，argv 实际上是一个指向 argv[] 的指针数组，无需额外定义即可直接使用。
而 argv[] 数组中存放的指针则指向输入命令的不同部分，包括调用程序、选项和参数。
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
*/
int main(int argc, char* argv[]) // 接收命令行参数
{
printf("argc=%d
",argc);
for (int i = 0; i printf("argv[%d]: %s
", i, argv[i]); // 遍历字符指针数组argv
}
return 0;
}
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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登录后复制
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登录后复制
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。登录后复制
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 必须填写的参数登录后复制
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:
int c;
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;
}
}
}
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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 */ int getopt(intargc, char * const argv[], const char *optstring); int getopt_long(int argc, char * const argv[], const char *optstring, const struct option *longopts, int*longindex); int getopt_long_only(int argc, char * const argv[],const char *optstring, const struct option *longopts, int*longindex); extern char *optarg; /*系统声明的全局变量 */ extern int optind, opterr, optopt;登录后复制
三、getopt：：
1. 定义：
int getopt(int argc, char * const argv[], const char *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: **-d 100**,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。登录后复制
2. optstring 含义 【重要】
下边重点举例说明optstring的格式意义：
char*optstring = “ab:c::”; 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，其它格式错误登录后复制
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。登录后复制
3. 实例
说千道万，不如来一个实例：
#include
#include
#include
int main(intargc, char *argv[])
{
int opt;
char *string = "a::b: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]);
}
}
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正确输入参数，执行结果如下：
peng@ubuntu:~/work/test$ ./peng -a100 -b 200 -c 300 -d opt = a optarg = 100 optind = 2 argv[optind] = -b opt = b optarg = 200 optind = 4 argv[optind] = -c opt = c optarg = 300 optind = 6 argv[optind] = -d opt = d optarg = (null) optind = 7 argv[optind] = (null)登录后复制
或者
ork/test$ ./peng -a100 -b200 -c300 -d opt = a optarg = 100 optind = 2 argv[optind] = -b200 opt = b optarg = 200 optind = 3 argv[optind] = -c300 opt = c optarg = 300 optind = 4 argv[optind] = -d opt = d optarg = (null) optind = 5 argv[optind] = (null)登录后复制 输入选项参数错误的情况
peng@ubuntu:~/work/test$ ./peng -a 100 -b 200 -c 300 -d opt = a optarg = (null) optind = 2 argv[optind] = 100 opt = b optarg = 200 optind = 5 argv[optind] = -c opt = c optarg = 300 optind = 7 argv[optind] = -d opt = d optarg = (null) optind = 8 argv[optind] = (null)登录后复制
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 = a optarg = (null) optind = 2 argv[optind] = -b opt = b optarg = 200 optind = 4 argv[optind] = -c ./peng: option requires an argument -- 'c' opt = ? optarg = (null) optind = 5 argv[optind] = (null)登录后复制
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 = 2 argv[optind] = (null)登录后复制
四、getopt_long：：
1. 定义：
int getopt_long(int argc, char * const argv[], const char *optstring, const struct 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 函数登录后复制
2. struct option
struct option {
const char *name; /* 参数名称 */
int has_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 */
int val; /* 用于指定函数找到选项的返回值或flag非空时指定*flag的值 */
};
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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，其它都是错误登录后复制
3. 实例
#include
#include
#include
int main(intargc, char *argv[])
{
int opt;
int digit_optind = 0;
int option_index = 0;
char *string = "a::b:c:d";
static struct option long_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);
}
}
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正确执行命令
peng@ubuntu:~/work/test$ ./long --reqarg 100 --optarg=200 --noarg opt = r optarg = 100 optind = 3 argv[optind] =--optarg=200 option_index = 0 opt = o optarg = 200 optind = 4 argv[optind] =--noarg option_index = 1 opt = n optarg = (null) optind = 5 argv[optind] =(null) option_index = 2登录后复制
或者
peng@ubuntu:~/work/test$ ./long –reqarg=100 --optarg=200 --noarg opt = o optarg = 200 optind = 3 argv[optind] =--noarg option_index = 1 opt = n optarg = (null) optind = 4 argv[optind] =(null) option_index = 2登录后复制 可选选项可以不给参数
peng@ubuntu:~/work/test$ ./long --reqarg 100 --optarg --noarg opt = r optarg = 100 optind = 3 argv[optind] =--optarg option_index = 0 opt = o optarg = (null) optind = 4 argv[optind] =--noarg option_index = 1 opt = n optarg = (null) optind = 5 argv[optind] =(null) option_index = 2登录后复制 输入长选项错误的情况
peng@ubuntu:~/work/test$ ./long --reqarg 100 --optarg 200 --noarg opt = r optarg = 100 optind = 3 argv[optind] =--optarg option_index = 0 opt = o optarg = (null) optind = 4 argv[optind] =200 option_index = 1 opt = n optarg = (null) optind = 6 argv[optind] =(null) option_index = 2登录后复制
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，是一口君从开源项目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
#define ETHCHECKD_VERSION "1.1"
int delay_up = 0;
char *interface = "eth0";
void usage(char *p) {
if (strrchr(p, '/'))
p = strchr(p, '/')+1;
printf("%s [options]
"
" -i --iface=IFACE Specify ethernet interface (%s)
"
" -d --delay-up=SECS Specify delay time (%i)
"
" -h --help Show this help
",
p,
interface,
delay_up);
}
void parse_args(int argc, char *argv[]) {
static struct option long_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}
};
int option_index = 0;
int help = 0, _kill = 0, _check = 0, _version = 0, _suspend = 0, _resume = 0, _info = 0;
for (;;) {
int c;
if ((c = getopt_long(argc, argv, "i:d:hv", long_options, &option_index)) 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);
}
}
}
static volatile int alarmed = 0;
int main(int argc, char* argv[]) {
parse_args(argc, argv);
return 0;
}
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下面是测试结果
短选项peng@ubuntu:~/work/test$ ./param -h param [options] -i --iface=IFACE Specify ethernet interface (eth0) -d --delay-up=SECS Specify delay time (0) -h --help Show this help peng@ubuntu:~/work/test$ ./param -v peng 1.1 peng@ubuntu:~/work/test$ ./param -vh peng 1.1 param [options] -i --iface=IFACE Specify ethernet interface (eth0) -d --delay-up=SECS Specify delay time (0) -h --help Show this help peng@ubuntu:~/work/test$ ./param -i etp -d 15 interface etp delay_up 15 peng@ubuntu:~/work/test$ ./param -i etp -d 15 -h interface etp delay_up 15 param [options] -i --iface=IFACE Specify ethernet interface (etp) -d --delay-up=SECS Specify delay time (15) -h --help Show this help登录后复制 长选项
peng@ubuntu:~/work/test$ ./param --help param [options] -i --iface=IFACE Specify ethernet interface (eth0) -d --delay-up=SECS Specify delay time (0) -h --help Show this help peng@ubuntu:~/work/test$ ./param --version peng 1.1 peng@ubuntu:~/work/test$ ./param --iface etp --delay-up 15 interface etp delay_up 15 talk is cheap！ test this code！登录后复制
快操练起来吧！！！
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