Linux程序之可变参数&&选项那些事！
一、linux应用程序如何接收参数？
1. argc、argv
Linux应用程序执行时，我们往往通过命令行带入参数给程序，比如
ls /dev/ -l
其中参数 /dev/ 、-l都是作为参数传递给命令 ls
应用程序又是如何接收这些参数的？
通常应用程序都是从main函数开始执行，传统的main函数风格如下：
int main(int argc, char* argv[])
argc:
程序的命令行参数的数量，用于统计参数数量。
argv:
是一个指向一个字符串数组的指针，数组包含了参数，每个字符串就是一个参数，最后一个元素为0。
过一般习惯使用多级指针来操作字符串。
*char argv[]有时候我们也写成char argv，
**argv[]**是一个存放字符类型元素地址的数组。
因为 C 中是有字符串的概念的：将每个字符存放在 char 数组，最后一个元素为**\0**表示字符串的结束。
**printf(%s)**就是输出字符串。
并且一般使用argv指针来访问、处理argv[]数组的内容。
C语言中，数组就是一个指针加偏移量。
所以argv则是指向一个指针数组argv[]的指针，不用定义，直接可以用。
在argv[]数组中存放的的指针指向输入命令的各部分**（调用程序、选项、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（指向各个命令行参数的字符指针所构成的数组）
*/
int main(int argc, char* argv[]) // 接收命令行参数
{
printf("argc=%d\n",argc);
for (int i = 0; i < argc; i++) {
printf("argv[%d]: %s\n", i, argv[i]); // 遍历字符指针数组argv
}
return 0;
}
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
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
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。
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
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\n", c);
...
break;
}
}
}
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。
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
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。
3. 实例
说千道万，不如来一个实例：
#include- 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)
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)
- 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)
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)
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)
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
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 */
};
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
3. 实例
#include- 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
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
- 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
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 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 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
- 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 eth3 --delay-up 15
interface eth3
delay_up 15
talk is cheap！
test this code！
快操练起来吧！！！
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