C语言中getopt()和getopt_long()函数的用法

一、命令行参数的使用

C程序的主函数有两个参数，其中，第一个参数是整型，可以获得包括程序名字的参数个数，第二个参数是字符数组指针或字符指针的指针，可以按顺序获得命令行上各个字符串参数。其原形是：

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

或者是：

int main(int argc, char **argv);

比如在命令行输入：

./test hello world  

则argc=3，argv[0]="./test"，argv[1]="hello"，argv[3]="world"

在主函数中可以直接对命令行参数进行处理，但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，而且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。在Linux中，可以使用getopt()、getopt_long()、getopt_long_only()等函数来对复杂的命令行参数进行处理。

二、getopt()函数

原型：

#include 
 
extern char *optarg;
extern int optind, opterr, optopt;
int getopt(int argc, char * const argv[], const char *optstring);

描述：

1、getopt函数的前两个参数，就是main函数的argc和argv，这两者直接传入即可，要考虑的就只剩下第三个参数。

2、optstring的格式举例说明比较方便，例如：

    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（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）

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。字符后带两个':'表示该选项带可选参数(参数可有可无)。

3、optind表示的是下一个将被处理到的参数在argv中的下标值。

4、如果指定opterr = 0的话，在getopt、getopt_long、getopt_long_only遇到错误将不会输出错误信息到标准输出流。
例一：

#include 
#include 
int main(int argc, char * argv[])
{
    
    int ch;
    printf("\n\n");
    printf("optind:%d，opterr：%d\n",optind,opterr);
    printf("--------------------------\n");
       while ((ch = getopt(argc, argv, "ab:c:de::")) != -1)
       {
        printf("optind: %d\n", optind);
           switch (ch) 
        {
               case 'a':
                       printf("HAVE option: -a\n\n");   
                       break;
               case 'b':
                       printf("HAVE option: -b\n"); 
                       printf("The argument of -b is %s\n\n", optarg);
                       break;
               case 'c':
                       printf("HAVE option: -c\n");
                       printf("The argument of -c is %s\n\n", optarg);
                       break;
               case 'd':
                   printf("HAVE option: -d\n");
                     break;
              case 'e':
                    printf("HAVE option: -e\n");
                    printf("The argument of -e is %s\n\n", optarg);
                  break;
              case '?':
                       printf("Unknown option: %c\n",(char)optopt);
                       break;
               }
       }


}

例二：

#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char *argv[])
{
    int opt;
    char *optstring = "a:b:c:d";

    while ((opt = getopt(argc, argv, optstring)) != -1)
    {
        printf("opt = %c\n", opt);
        printf("optarg = %s\n", optarg);
        printf("optind = %d\n", optind);
        printf("argv[optind - 1] = %s\n\n",  argv[optind - 1]);
    }

    return 0;
}

输出结果;

cashey@ubuntu:~/Desktop/getopt$ ./test_getopt -a 100 -b 200 -c admin -d  
opt = a  
optarg = 100  
optind = 3  
argv[optind - 1] = 100  
  
opt = b  
optarg = 200  
optind = 5  
argv[optind - 1] = 200  
  
opt = c  
optarg = admin  
optind = 7  
argv[optind - 1] = admin  
  
opt = d  
optarg = (null)  
optind = 8  
argv[optind - 1] = -d  

三、getopt_long()函数

getopt_long函数包含了getopt函数的功能，并且还可以指定“长参数”（或者说长选项），与getopt函数对比，getopt_long比其多了两个参数。

原型：

#define _GNU_SOURCE

#include 

extern char *optarg;

extern int optind, opterr, optopt;

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);

描述：

1、注意相比getopt，使用getopt_long需要加头文件;
2、getopt_long除了会接受长选项，其他概念和getopt是一样的；
3、如果使用getopt_long想只接受短选项，设置longopts为NULL即可；如果只想接受长选项，相应地设置optstring为NULL即可；
4、长选项名是可以使用缩写方式，比如：选项有--file\--create,那么输入--c/--cr/--cre等均会被正确识别为create选项；
5、对于带参数的长选项格式是：--arg=param或--arg param；
6、longopts是指向struct option数组的第一个元素的指针，struct option定义在中；
7、longindex如果非NULL，则是返回识别到struct option数组中元素的位置指针；

8、当所给的参数存在问题时，函数的返回值是'?'

struct option的说明：

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

name: 长选项名
has_arg: 是否带参数或可选参数，这个值在getopt.h中有宏定义，如下：
     # define no_argument        0                表明这个长参数不带参数（即不带数值，如：--name）
     # define required_argument  1           表明这个长参数必须带参数（即必须带数值，如：--name Bob）
     # define optional_argument  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: 确定函数返回值的情况，如果flag==NULL，则识别选项后返回val（常用的如：设置val为长命令的短命令字符）；否则，识别后getopt_long返回0，flag指向一个设置到val的变量；
val: 设置为返回值，或者是flag指向的变量；这里要注意不要写-1到val，否则其作用是getopt_long返回-1，然后停止解析选项；

[注意] longopts的最后一个元素必须是全0填充，否则会报段错误

例子：

#include 
#include 
#include 
#include 

int
main(int argc, char **argv)
{
   int opt;
   int digit_optind = 0;
   int option_index = 0;
   char *optstring = "a:b:c:d";
   static struct option long_options[] = {
       {"reqarg", required_argument, NULL, 'r'},
       {"noarg",  no_argument,       NULL, 'n'},
       {"optarg", optional_argument, NULL, 'o'},
       {0, 0, 0, 0}
   };

   while ( (opt = getopt_long(argc, argv, optstring, long_options, &option_index)) != -1)
   {
        printf("opt = %c\n", opt);
        printf("optarg = %s\n", optarg);
        printf("optind = %d\n", optind);
        printf("argv[optind - 1] = %s\n",  argv[optind - 1]);
        printf("option_index = %d\n", option_index);
   }

   return 0;
}

输出结果：

[ye@localhost c]$ ./test_getopt -a 100 --reqarg 100 --noarg
opt = a
optarg = 100
optind = 3
argv[optind - 1] = 100
option_index = 0
opt = r
optarg = 100
optind = 5
argv[optind - 1] = 100
option_index = 0
opt = n
optarg = (null)
optind = 6
argv[optind - 1] = --noarg
option_index = 1

最后说明一下，getopt_long_only与getopt_long的区别在于：getopt_long仅仅只能将"--"开始的选项视为长选项，但getopt_long_only将"-"开头选项也会视为长选项，当长选项列表均不满足时，且短选项满足时，"-"才会解析为短选项；

参考文献：

[1]. http://blog.csdn.net/xiaocainiaoshangxiao/article/details/13996459

[2]. http://www.cnblogs.com/water-moon/p/5984108.html

[3]. http://blog.csdn.net/cashey1991/article/details/7942809