getopt_long()----命令行参数解析函数使用详解

为什么需要命令行解析函数？

当一个用C语言编写的Linux或UNIX程序运行时，它是从main函数开始的。函数声明可以如下：

int main(int argc, char *argv[])

其中argc是程序参数的个数，argv是一个代表参数自身的字符串数组。无论操作系统何时启动一个新程序，参数argc和argv都被设置并传递给main。这些参数通常由另一个程序提供，这个程序一般是shell，它要求操作系统启动该程序。shell接收用户输入的命令行，将命令行分解成单词，然后把这些单词放入argv数组。

例如，如果我们给shell输入如下命令：

$./myprog left right 'and center'

程序myprog将从main函数开始，main的参数值是：

argc:4    argv:{"myprog", "left", "right", "and center"}

注意：参数个数包括程序名自身，argv数组也包含程序名并将它作为第一个元素argv[0]。因为我们在shell命令里使用了引号，所以第四个参数是一个包含了空格的字符串。

在编程的时候，当命令行参数个数较多时，如果按照顺序一个一个定义参数含义很容易造成混乱；如果程序只按顺序处理参数的话，一些“可选参数”的功能将很难实现。为了解决此类问题，GNU C库提供了函数以简化C/C++程序中的解析工作。

getopt_long(int argc, char* argv[], const char *optstring, const struct option *longopts, int *longindex);

注意：getopt头文件为unistd.h，getopt_long额外支持长参数解析，头文件为getopt.h

参数optstring：负责处理短参数。也称为选项指定符字符串，该字符串告诉getopt哪些选项可用，以及它们是否有关联值。optstring只是一个字符列表，每个字符代表一个单字符选项。如果一个字符后面紧跟一个冒号，则表明该选项有一个关联值作为下一个参数。

例：

char *optstring = “abcd:”; 
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及 -d（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） 
最后一个参数d后面带有冒号，:表示参数d是可以指定值的，如 -d 100 或 -d user

参数longopts：负责处理长参数。指向一个由option结构体组成的数组，那个数组的每一个元素都指明了一个长参数（形如”–name”的参数）名称和性质

struct option {
    const char* name;
    int has_arg;
    int *flag;
    int val;
}

struct option的解析：

name：参数名称

has_arg：指明是否带参数值，数值可选：

	no_argument(即 0)表明这个长参数不带参数（即不带数值，如：--name）
	required_argument (即 1) 表明这个长参数必须带参数（即必须带数值，如：--name Bob）
	optional_argument（即 2）表明这个长参数后面带的参数是可选的，（即--name和--name Bob均可）

flag ：设置为NULL表示当找到该选项时，getopt_long返回在成员val里给出的值。否则，getopt_long返回0，并将val的值写入flag指向的变量。

val：getopt_long为该选项返回的值。

参数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。

外部变量optarg：在getopt_long循环处理选项时，如果选项有一个关联值，则外部变量optarg指向这个值。

外部变量optind：下一个要读取的参数的下标位置

test.c 完整范例：

/*
在linux下编写的，没安装中文输入法，所以用蹩脚的英文写的注释，懒得删除了
*/
#include 
#include 

int main(int argc, char *argv[])
{
	/*
	getopt_long(int argc, char* argv[],
						 const char* optstring,
						 const struct option* longopts,
						 int longindex)
	*/
	
	/*
	optstring
	the ':" after char means it can add a argument
	字符后面的 ： 表示后面可以加参数
	比如 -u 100
	*/
	char *optstring = "u:d:l:r:t";
	
	int up = 0;
	int down = 0;
	int left = 0;
	int right = 0;
	int turn = 0;

	/*
	longopts
	1. name : argument name
	2. has_arg : whether need a argument
	3. flag : when it is NULL,getopt_long() will return the 'val';
						or getopt_long() will set the flag with 'val
	4. val : which will use with flag
	这里就是定义一个结构option数组，
	第一个参数是名字
	第二个参数是选择是否需要加参数,选择是了就可以比如 -up 100 
	第三个参数flag, 如果是空值，getopt_long()就会返回第四个参数val；
					如果给的有地址，比如&turn，getopt_long()就会把val的值写入这个地址，返回0
	第四个参数val
	*/
	struct option long_opts[] = 
	{
		{"up", required_argument, NULL, 'u'},
		{"down", required_argument, NULL, 'd'},
		{"left", optional_argument, NULL, 'l'},
		{"right", required_argument, NULL, 'r'},
		{"turn", no_argument, &turn, 1},
		{NULL, no_argument, NULL, 0}  
	};

	int opt = 0;
	int options_index = 0;

	/*
	反复循环来解析参数，getopt_long执行一次会解析一个参数，如果没有参数就返回-1
	如果该参数有值，比如-u 100，则optarg = 100, optind会指向下一个要解析的参数的数组下标
	*/
	while((opt = getopt_long(argc, argv, optstring, long_opts, &options_index)) != EOF)
	{
		//optarg is not null
		if (optarg)
			printf("opt = %d,optarg = %d,optind = %d\n", opt, atoi(optarg), optind);
		else
			printf("opt = %d\n", opt);
		switch(opt)
		{
			case 0 :
				break;
			case 'u' : 
				if(optarg)
					up = atoi(optarg);
				break;
			case 'd' :
				if(optarg)
					down = atoi(optarg);
				break;
			case 'l' :
				if(optarg)
					left = atoi(optarg);
				break;
			case 'r' : 
				if(optarg)
					right = atoi(optarg);
				break;
			case 't' :
				turn = 1;
				break;
		}
	}
	if(turn)
		printf("turn,up %d step,down %d step,left %d step,right %d step\n", up, down, left, right);
	else
		printf("no turn,up %d step,down %d step,left %d step,right %d step\n", up, down, left, right);
}

运行截图：

在测试的时候我发现一个问题，把option的has_arg的值设为optional_argument时候，并没有成为可选，而是没法识别后面的参数，大家可以试一下。

如果有知道为什么的希望可以告知~谢谢！！！

参考文章：http://blog.csdn.net/feglass/article/details/51468857