深入了解Linux系統—

命令行參數

我們知道，我們使用的指令它本質上也是一個程序，我們要執行這個指令，輸入指令名然后回車即可執行；但是對于指令帶選項，又是如何實現的呢？

問題：main函數有沒有參數？

在我們之前寫代碼的時候，我們知道main函數是程序的入口；但是操作系統在執行程序之前，會先執行一個入口函數(_start)，然后由這個入口函數去調用我們的main函數。

那我們的main函數到底有沒有參數？答案是有的。

我們先來看下面運行程序的現象：

#include <stdio.h>
int main(int argc, char* argv[])
{for(int i = 0;i<argc;i++){printf("argv[%d] : %s\n",i,argv[i]);}return 0;
}

在這里插入圖片描述

這里，我們在命令行中打開某個可執行程序，后面跟上選項（指令 -選項）；

可以看到在main函數中我們是可以訪問命令行輸入的內容的（命令行參數）。

那main函數的參數都有哪些內容呢？

argc：命令行參數的個數
argv：命令行參數的內容（char*類型的數組，最后以NULL結尾）
env：環境變量表（在文章后面內容中詳細講解）。

在這里有一個疑問，我們在命令行輸入的內容是如何轉化成argv表，并傳遞給main函數的呢？

這個就比較簡單了，我們在命令行中輸入的內容，由我們的命令行解釋器bash對這些內容進行拆分，然后形成命令行參數表(argv)和參數的個數argc。

然后再通過調用等一系列操作（bash創建子進程，通過execve系統調用）將參數傳遞給main函數。

簡單來說，就是命令行解釋器(bash)對我們命令行內容進行拆分，然后形成命令行參數個數argc和命令行參數列表argv。

在這里插入圖片描述

所以，有了命令行參數列表，我們程序就可以實現不同的子功能（命令 + 選項的實現原理）

環境變量

在了解環境變量之前，先思考一個問題，為什么在執行我們自己寫的程序時就要帶路徑，而使用指令程序時就不用帶路徑？

我們想要運行一個程序，首先要先找到這個程序(bash去找)

這個問題就很簡單了，我們的指令程序都在/usr/bin目錄下，而我們的程序不在usr/bin目錄下。

但是，為什么在usr/bin路徑下的程序，在執行時不需要帶路徑？

環境變量一般指操作系統中用來指定操作系統運行環境的一些參數。
例如：我們在寫的C/C++代碼，在鏈接的時候，我們不知道所鏈接的動靜態庫在哪里，但是依然可以鏈接成功生成可執行程序，其原因就是：有關環境變量幫助編譯器進行查找。
環境變量通常具有某些特殊用途，在操作系統中通常具有全局性

查看環境變量

查看所有環境變量：env
查看一個環境變量：ench $環境變量名

在這里插入圖片描述

設置環境變量

export

我們現在能夠看到環境變量了，我們可不可以修改環境變量？當然是可以的

export新增環境變量

我們可以使用export指令來新增一個新的環境變量，具體語法如下：

export name=val

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export除了新增一個環境變量，我們還可以使用它來修改一個已經存在的環境變量的值。

在這里插入圖片描述

這里如果進行了上述修改，我們的大部分指令都無法使用了，因為在當前PATH路徑下，bash找不到可執行程序。

但是存在一些還可以使用的指令，因為這些指令是bash進程自己執行的，比如export。

在本篇文章后序內容詳細敘述

unset

我們可以新增一個環境變量，那我們可不可以刪除一個環境變量？當然也是可以的

unset指令可以刪除一個環境變量，用法如下：

unset name

在這里插入圖片描述

常見的環境變量

PATH

PATH環境變量，它指的是命令的搜索路徑；

為什么在usr/bin路徑下的程序，在執行時不需要帶路徑？

我們要運行一個程序，首先要找到它，所以我們自己寫的程序運行時需要帶路徑；

而在usr/bin路徑下的指令程序不需要帶路徑，這是因為存在環境變量PATH幫助bash去查找執行程序。

在這里插入圖片描述

所以，當我們把我們自己寫的程序所在的路徑加入到PATH中，或者將我們的可執行程序放到/usr/bin目錄下，我們運行我們自己寫的程序就也不需要帶路徑了。

這里就不演示了，感興趣的可以去嘗試一下

HOME

在Linux中，當我們執行cd ~指令時，我們會進入當前用戶的家目錄；但是，操作系統是如何知道我們當前用戶的家目錄呢？

這里就直接說了：存在一個環境變量HOME；當我們執行cd ~時，bash就會在環境變量表中查找HOME，然后進行到HOME加目錄中。

在這里插入圖片描述

此外，root用戶的家目錄和普通用戶的家目錄還是存在一定差別的

在這里插入圖片描述

SHELL

SHELL環境變量，它表示當前的shell，也就是當前使用的命令行解釋器；

一般情況下是/bin/bash。

在這里插入圖片描述

獲取環境變量

在上述中，講述了使用env和echo $查看環境變量，那我們現在想要通過寫代碼時獲取環境變量該如何去做呢？

`main`函數參數

在上面敘述main函數參數時，提到main函數還存在第三個參數env，我們就可以通過這個參數來獲取環境變量

#include <stdio.h>
int main(int argc, char* argv[], char* env[])
{int i = 0;for(;env[i]!=NULL;i++){printf("env[%d] : %s\n",i,env[i]);}return 0;
}

在這里插入圖片描述

系統調用

main函數第三個參數env它是環境變量參數表，我們查看起來不是很方便；

我們可以通過系統調用來在代碼中獲取環境變量的值：

getenv

在這里插入圖片描述

getenv，我們把要查看環境變量的名字傳參給getenv函數，它會返回我們查詢環境變量的值。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{printf("%s\n",getenv("PATH"));return 0;
}

在這里插入圖片描述

putenv對于這個函數，這里就先不敘述，在后序文章中再詳細講解。

通過第三方變量獲取

在libc在定義著一個全局變量environ，它始終指向當前的環境變量表；

它不存在于任何頭文件，我們在使用它時，需要使用extern聲明。

#include<stdio.h>
int main(int argc, char* argv[])
{extern char** environ;int i = 0;for(;environ[i]!=NULL;i++){printf("environ[%d] : %s\n",i,environ[i]);}
}

在這里插入圖片描述

執行程序，我們可以發現依然可以獲取全部的環境變量。

此外，父進程的環境變量可以被子進程繼承；就比如父進程bash創建我們的子進程時，

理解環境變量

要理解環境變量，這里我們先思考一個問題，環境變量存儲在哪里？

在執行一個程序時，首先要找到到這一個程序，那誰去找呢？

答案是bash去找，通過環境變量PATH去找，在bash中存儲著一份環境變量表；

現在又存在一個問題，當我們修改環境變量以后，退出登錄，再次登錄時我們會發現環境變量又變為修改前的值了。

所以環境變量最開始是存儲在哪里呢？

答案：在系統的配置文件中。

那我們現在是不是就可以這樣去理解了：在我們每次登錄時，操作系統為我們創建一個bash，再將環境變量表拷貝一份到bash中；這樣我們每次登錄bash中都存在一份環境變量表。

環境變量特性

環境變量通常具有全局屬性，可以被子進程繼承下去。

環境變量表

在上訴代碼中，我們無論是使用main函數參數env還是全局指針變量environ進行訪問全局變量是時，循環條件寫的都是env[i]!=NULL/environ[i]!=NULL；

這是因為，環境變量表它本質上就是一個指針數組，數組最后以NULL結尾。

在這里插入圖片描述

補充

本地變量

在操作系統中除了環境變量之外，還存在著本地變量；

就比如我們在命令行直接輸入i=1，這樣我們使用env查看環境變量時是查看不到i的；但是我們可以使用echo $i來查看變量i的值。

在這里插入圖片描述

env是查看所有的環境變量，而如果我們想要查看所有的本地變量，就要使用set，它能顯示出所有的環境變量和本地變量；當然我們也可以使用echo $查看某一個變量的值。

這里可能感覺怪怪的，為什么要存在本地變量呢？

作用域限制
本地變量僅在當前Shell會話或函數內部有效，不會傳遞給子進程或其他Shell環境。這種隔離性避免了變量被意外修改或污染其他進程的運行環境。
臨時數據存儲
適用于臨時存儲中間計算結果或循環控制變量（如計數器），用完即棄，無需長期保留，簡化資源管理。
安全性增強
若變量包含敏感信息（如臨時密鑰），使用本地變量可防止其被子進程繼承，降低數據泄露風險。
避免命名沖突
在腳本或函數中使用本地變量（如通過local關鍵字聲明），能隔離同名變量的影響，提升代碼的模塊化和可維護性。

以博主現在的認知，簡單理解就是為了滿足bash的語法