Linux程序之可變參數選項那些事！

一、linux應用程序如何接收參數？

1. argc、argv

Linux應用程序執行時，我們往往通過命令行帶入參數給程序，比如

ls /dev/ -l

其中參數 /dev/ 、-l都是作為參數傳遞給命令 ls

應用程序又是如何接收這些參數的？

通常應用程序都是從main函數開始執行，傳統的main函數風格如下：

int main(int argc, char* argv[]) 
argc:
程序的命令行參數的數量，用于統計參數數量。 
argv:
是一個指向一個字符串數組的指針，數組包含了參數，每個字符串就是一個參數，最后一個元素為0。
過一般習慣使用多級指針來操作字符串。

*char argv[]有時候我們也寫成char argv，

**argv[]**是一個存放字符類型元素地址的數組。

因為 C 中是有字符串的概念的：將每個字符存放在 char 數組，最后一個元素為**\0**表示字符串的結束。

**printf(%s)**就是輸出字符串。

并且一般使用argv指針來訪問、處理argv[]數組的內容。

C語言中，數組就是一個指針加偏移量。

所以argv則是指向一個指針數組argv[]的指針，不用定義，直接可以用。

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

2. 舉例

下面我們用一個實例來理解argc和argv

/*
* argc: 命令行參數的個數
* argv: 字符指針數組（指向各個命令行參數的字符指針所構成的數組）
*/
int main(int argc, char* argv[]) // 接收命令行參數
{printf("argc=%d\n",argc);for (int i = 0; i < argc; i++) {printf("argv[%d]: %s\n", i, argv[i]); // 遍歷字符指針數組argv}return 0;
}

執行結果

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

參數與argc，argv關系如下：

二、選項

1. 選項含義

linux程序除了上述情況以外，我們還經常會遇到一個使用方法就是選項應用，

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

參數含義：

-a：嘗試將IP地址解析為主機名。
-A：使用響應數據包中的附加數據。
-b：允許ping廣播地址。
-B：不允許ping廣播地址。
-c count：設置要發送的數據包數量。
-d：使用SO_DEBUG選項。
-D：不將socket設為分離模式。
-f：向目標發送一個“強制”數據包。
-h：顯示幫助信息。
-i interval：設置發送數據包之間的時間間隔。
-I interface：設置要使用的網絡接口。
-l preload：設置發送的數據包數量。
-m mark：設置ping數據包的標記。
-M pmtudisc_option：設置MTU發現選項。
-n：不要將IP地址解析為主機名。
-O：啟用原始輸出。
-p pattern：設置數據包的模式。
-Q tos：設置服務類型。
-r：不使用路由表，直接發送數據包到目標主機。
-R：啟用記錄路由。
-s packetsize：設置數據包的大小。
-S sndbuf：設置套接字的發送緩沖區大小。
-t ttl：設置數據包的TTL值。
-T timestamp_option：設置時間戳選項。
-U：使用UDP數據包。
-v：顯示詳細的ping命令輸出。
-V：顯示ping命令的版本信息。
-w deadline：設置等待響應的時間。
-W timeout：設置等待響應的超時時間。destination：指定要ping的目標主機或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 ...]  這些都是有參數的選項
destination   必須填寫的參數

前輩們利用這點發明了“UNIX 風格”的命令，選項前面加一個橫杠-，用于區分選項和參數。

2. 程序如何區分參數和選項？

在程序的代碼實現中，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，那么進入一個switch判斷，用case列出多種支持的情況下，應該執行什么代碼。

例如下面這樣就可以判斷選項和處理參數:

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\n", c);...break;}}
}

3. getopt、getopt_long

事實這么處理選項參數是比較麻煩的，

linux提供了選項解析的函數：

// 頭文件
#include<unistd.h>
#include<getopt.h>          /*所在頭文件 */
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;         /*系統聲明的全局變量 */
extern int optind, opterr, optopt;

三、getopt

1. 定義：

int getopt(int argc, char * const argv[], const char *optstring);
功能：getopt是用來解析命令行選項參數的，但是只能解析短選項: **-d 100**,不能解析長選項：**--prefix**
參數argc：main()函數傳遞過來的參數的個數argv：main()函數傳遞過來的參數的字符串指針數組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
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，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:c::”;
單個字符a         表示選項a沒有參數            格式：-a即可，不加參數
單字符加冒號b:     表示選項b有且必須加參數      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 函數將依次檢查命令行是否指定了 -a， -b， -c(這需要多次調用 getopt 函數，直到其返回-1)，當檢查到上面某一個參數被指定時，函數會返回被指定的參數名稱(即該字母)

系統聲明的4個全局變量含義如下：

optarg —— 指向當前選項參數(如果有)的指針。
optind —— 再次調用 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設為0即可。

3. 實例

說千道萬，不如來一個實例：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<getopt.h>
int main(intargc, char *argv[])
{int opt;char *string = "a::b:c:d";while ((opt = getopt(argc, argv, string))!= -1){  printf("opt = %c\t\t", opt);printf("optarg = %s\t\t",optarg);printf("optind = %d\t\t",optind);printf("argv[optind] = %s\n",argv[optind]);}  
}
  • 正確輸入參數，執行結果如下：
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)

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)
  • 輸入選項參數錯誤的情況
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)

導致解析錯誤，第一個 optarg = null，實際輸入參數 100，由于格式不正確造成的(可選參數格式固定)

  • 參數丟失，也會導致錯誤
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)

c選項是必須有參數的

  • 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 = 2		argv[optind] = (null)

四、getopt_long

1. 定義：

int getopt_long(int argc, char * const argv[], const char *optstring,
const struct option *longopts,int *longindex);
功能：包含 getopt 功能，增加了解析長選項的功能如：--prefix --help
參數：longopts 指明了長參數的名稱和屬性longindex 如果longindex非空，它指向的變量將記錄當前找到參數符合longopts里的第幾個元素的描述，即是 longopts 的下標值
返回：對于短選項，返回值同 getopt 函數；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

2. struct option

struct option {const char  *name;       /* 參數名稱 */int          has_arg;    /* 指明是否帶有參數 */int          *flag;      /* flag=NULL時,返回value;不為空時,*flag=val,返回0 */int          val;        /* 用于指定函數找到選項的返回值或flag非空時指定*flag的值 */
};

參數has_arg 說明：
has_arg 指明是否帶參數值，其數值可選：

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

3. 實例

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<getopt.h>
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\t\t", opt);printf("optarg = %s\t\t",optarg);printf("optind = %d\t\t",optind);printf("argv[optind] =%s\t\t", argv[optind]);printf("option_index = %d\n",option_index);}  
}
  • 正確執行命令
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

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
  • 可選選項可以不給參數
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
  • 輸入長選項錯誤的情況
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

五、getopt_long_only

getopt_long_only 函數與 getopt_long 函數使用相同的參數表，在功能上基本一致

只是 getopt_long 只將 --name 當作長參數，但 getopt_long_only 會將 --name 和 -name 兩種選項都當作長參數來匹配

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

下面這個例子，是一口君從開源項目ifplug提取出來的命令提取小例子，

大家可以根據自己需要，基于這個框架，定制自己的程序。

#define _GNU_SOURCE
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/param.h>#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]\n""   -i --iface=IFACE          Specify ethernet interface (%s)\n" "   -d --delay-up=SECS        Specify delay time (%i)\n""   -h --help                 Show this help\n",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)) < 0)break;switch (c) {case 'i' :interface = strdup(optarg);printf("interface %s\n",interface);break;case 'd':delay_up = atoi(optarg);printf("delay_up %d\n",delay_up);break;case 'h':usage(argv[0]);break;case 'v':printf("peng "ETHCHECKD_VERSION"\n");break;default:fprintf(stderr, "Unknown parameter.\n");exit(1);}}}static volatile int alarmed = 0;int main(int argc, char* argv[]) {parse_args(argc, argv);return 0;
}

下面是測試結果

  • 短選項
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 1.1peng@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 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=IFACE          Specify ethernet interface (eth3)-d --delay-up=SECS        Specify delay time (15)-h --help                 Show this help
  • 長選項
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 helppeng@ubuntu:~/work/test$ ./param --version
peng 1.1peng@ubuntu:~/work/test$ ./param --iface eth3 --delay-up 15
interface eth3
delay_up 15

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test this code！

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git提交時會將target也提交

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有時候大家在提交git時發現會將編譯文件target也提交上去&#xff0c;這種情況有以下幾種情況 情況1&#xff1a;項目沒有設置.gitignore 情況2&#xff1a;設置了.gitignore但是依然會提交。 第一種&#xff1a;添加.gitignore&#xff0c;并在文件中添加需要忽略的東西。 …
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redis分布式鎖的學習記錄

redis分布式鎖的學習記錄

核心性質 獨占性&#xff1a;對于同一把鎖&#xff0c;同一時刻只能被一個加鎖方獨占 健壯性&#xff1a;不能產生死鎖。如果有一個因為宕機無法主動解鎖&#xff0c;鎖也應該被正常加載 對稱性&#xff1a;加成和解鎖的使用方必須為同一個身份&#xff0c;不允許被非方釋放 高…
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HCIA-實驗命令基礎學習：

HCIA-實驗命令基礎學習：

視頻學習&#xff1a; 第一部分&#xff1a;基礎學習。 19——子網掩碼。 27——防火墻配置&#xff1a; 32——企業級路由器配置&#xff1a; 基礎實驗完成&#xff1a;&#xff08;完成以下目錄對應的實驗&#xff0c;第一部分基礎實驗就完成。&#xff09; 方法&#xff…
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