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  • Linux下getopt()函数

    from https://www.cnblogs.com/qingergege/p/5914218.html

    最近在弄Linux C编程,本科的时候没好好学啊,希望学弟学妹们引以为鉴。

    好了,虽然啰嗦了点,但确实是忠告。步入正题:

    我们的主角----getopt()函数。

    英雄不问出处,getopt()函数的出处就是unistd.h头文件(哈哈),写代码的时候千万不要忘记把他老人家include上。

     

    再来看一下这家伙的原型(不是六耳猕猴):

    int getopt(int argc,char * const argv[ ],const char * optstring);

    前两个参数大家不会陌生,没错,就是老大main函数的两个参数!老大传进来的参数自然要有人接着!

    第三个参数是个字符串,看名字,我们可以叫他选项字符串(后面会说明)

    返回值为int类型,我们都知道char类型是可以转换成int类型的,每个字符都有他所对应的整型值,其实这个返回值返回的就是一个字符,什么字符呢,叫选项字符(姑且这么叫吧,后面会进一步说明)

     

    简单了解了出身和原型,下面我们看看这家伙到底有什么本事吧!

    (⊙o⊙)…在此之前还要介绍他的几个兄弟~~~~呃呃呃

    小弟1、extern char* optarg;

    小弟2、extern int optind;

    小弟3、extern int opterr;

    小弟4、extern int optopt;

    队形排的不错。小弟1是用来保存选项的参数的(先混个脸熟,后面有例子);小弟2用来记录下一个检索位置;小弟3表示的是是否将错误信息输出到stderr,为0时表示不输出,小弟4表示不在选项字符串optstring中的选项(有点乱哈,后面会有例子)

    开始逐渐解释上面遗留的问题。

    问题1:选项到底是个什么鬼?

    在linux下大家都用过这样一条指令吧:gcc helloworld.c -o helloworld.out; 这条指令中的-o就是命令行的选项,而后面的helloworld.out就是-o选项所携带的参数。当然熟悉shell指令的人都知道(虽然我并不熟悉),有些选项是不用带参数的,而这样不带参数的选项可以写在一起(这一点在后面的例子中会用到,希望理解),比如说有两个选项-c和-d,这两个选项都不带参数(而且明显是好基友),那么他们是可以写在一起,写成-cd的。实际的例子:当我们删除一个文件夹时可以使用指令 rm 目录名 -rf,本来-r表示递归删除,就是删除文件夹中所有的东西,-f表示不提示就立刻删除,他们两个都不带参数,这时他们就可以写在一起。

    问题2:选项字符串又是何方神圣?

    还是看个例子吧

    "a:b:cd::e",这就是一个选项字符串。对应到命令行就是-a ,-b ,-c ,-d, -e 。冒号又是什么呢? 冒号表示参数,一个冒号就表示这个选项后面必须带有参数(没有带参数会报错哦),但是这个参数可以和选项连在一起写,也可以用空格隔开,比如-a123 和-a   123(中间有空格) 都表示123是-a的参数;两个冒号的就表示这个选项的参数是可选的,即可以有参数,也可以没有参数,但要注意有参数时,参数与选项之间不能有空格(有空格会报错的哦),这一点和一个冒号时是有区别的。

    好了,先给个代码,然后再解释吧。

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

    编译后命令行执行:# ./main -b "qing er"

    输出结果为:

    optind:1,opterr:1
    --------------------------
    optind: 3
    HAVE option: -b
    The argument of -b is qing er

     

    我们可以看到:optind和opterr的初始值都为1,前面提到过opterr非零表示产生的错误要输出到stderr上。那么optind的初值为什么是1呢?

    这就要涉及到main函数的那两个参数了,argc表示参数的个数,argv[]表示每个参数字符串,对于上面的输出argc就为3,argv[]分别为: ./main 和 -b 和"qing er" ,实际上真正的参数是用第二个-b 开始,也就是argv[1],所以optind的初始值为1;

    当执行getopt()函数时,会依次扫描每一个命令行参数(从下标1开始),第一个-b,是一个选项,而且这个选项在选项字符串optstring中有,我们看到b后面有冒号,也就是b后面必须带有参数,而"qing er"就是他的参数。所以这个命令行是符合要求的。至于执行后optind为什么是3,这是因为optind是下一次进行选项搜索的开始索引,也是说下一次getopt()函数要从argv[3]开始搜索。当然,这个例子argv[3]已经没有了,此时getopt()函数就会返回-1。

    再看一个输入:

     ./main -b "qing er" -c1234

    输出结果为:

    optind:1,opterr:1
    --------------------------
    optind: 3
    HAVE option: -b
    The argument of -b is qing er

    optind: 4
    HAVE option: -c
    The argument of -c is 1234

     

    对于这个过程会调用三次getopt()函数,和第一个输入一样,是找到选项-b和他的参数"qing er",这时optind的值为3,也就意味着,下一次的getopt()要从argv[3]开始搜索,所以第二次调用getopt()函数,找到选项-c和他的参数1234(选项和参数是连在一起的),由于-c1234写在一起,所以他两占一起占用argv[3],所以下次搜索从argv[4]开始,而argv[4]为空,这样第三次调用getopt()函数就会返回-1,循环随之结束。

     

    接下来我们看一个错误的命令行输入: ./main -z 123

    输出为:

    optind:1,opterr:1
    --------------------------
    ./main: invalid option -- 'z'
    optind: 2
    Unknown option: z

    其中./main: invalid option -- 'z'就是输出到stderr的错误输出。如果把opterr设置为0那么就不会有这条输出。

     

    在看一个错误的命令行输入: ./main -zheng

     

    optind:1,opterr:1
    --------------------------
    ./main: invalid option -- 'z'
    optind: 1
    Unknown option: z
    ./main: invalid option -- 'h'
    optind: 1
    Unknown option: h
    optind: 2
    HAVE option: -e
    The argument of -e is ng

    前面提到过不带参数的选项可以写在一起,所以当getopt()找到-z的时候,发现在optstring 中没有,这时候他就认为h也是一个选项,也就是-h和-z写在一起了,依次类推,直到找到-e,发现optstring中有。

     

    最后要说明一下,getopt()会改变argv[]中参数的顺序。经过多次getopt()后,argv[]中的选项和选项的参数会被放置在数组前面,而optind 会指向第一个非选项和参数的位置。看例子

    #include <unistd.h>
    #include <stdio.h>
    int main(int argc, char * argv[])
    {
        
        int i;
        printf("--------------------------
    ");
        for(i=0;i<argc;i++)
        {
            printf("%s
    ",argv[i]);
        }
        printf("--------------------------
    ");
           //int aflag=0, bflag=0, cflag=0;
        
           int ch;
        printf("
    
    ");
        printf("optind:%d,opterr:%d
    ",optind,opterr);
        printf("--------------------------
    ");
           while ((ch = getopt(argc, argv, "ab:c:de::")) != -1)
           {
            printf("optind: %d
    ", optind);
               switch (ch) 
            {
                   case 'a':
                           printf("HAVE option: -a
    
    ");   
                           break;
                   case 'b':
                           printf("HAVE option: -b
    "); 
                           printf("The argument of -b is %s
    
    ", optarg);
                           break;
                   case 'c':
                           printf("HAVE option: -c
    ");
                           printf("The argument of -c is %s
    
    ", optarg);
                           break;
                   case 'd':
                       printf("HAVE option: -d
    ");
                         break;
                  case 'e':
                        printf("HAVE option: -e
    ");
                        printf("The argument of -e is %s
    
    ", optarg);
                      break;
                  case '?':
                           printf("Unknown option: %c
    ",(char)optopt);
                           break;
                   }
           }
        
           printf("----------------------------
    ");
          printf("optind=%d,argv[%d]=%s
    ",optind,optind,argv[optind]);
    
        printf("--------------------------
    ");
        for(i=0;i<argc;i++)
        {
            printf("%s
    ",argv[i]);
        }
        printf("--------------------------
    ");
        
    
    }

    命令行:./main zheng -b "qing er" han -c123 qing

     

    输出结果为:

    --------------------------
    ./main
    zheng
    -b
    qing er
    han
    -c123
    qing
    --------------------------


    optind:1,opterr:1
    --------------------------
    optind: 4
    HAVE option: -b
    The argument of -b is qing er

    optind: 6
    HAVE option: -c
    The argument of -c is 123

    ----------------------------
    optind=4,argv[4]=zheng
    --------------------------
    ./main
    -b
    qing er
    -c123
    zheng
    han
    qing
    --------------------------

     

    可以看到最开始argv[]内容为:

    ./main
    zheng
    -b
    qing er
    han
    -c123
    qing

     

    在执行了多次getopt后变成了

    ./main
    -b
    qing er
    -c123
    zheng
    han
    qing

    我们看到,被getopt挑出的选项和对应的参数都按顺序放在了数组的前面,而那些既不是选项又不是参数的会按顺序放在后面。而此时optind为4,即指向第一个非选项也非选项的参数,zheng

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