Linux getopt函数处理传入参数

1、Linux传入参数处理

在介绍使用getopt函数处理应用程序传入参数前，先来看一下Linux环境下编写的应用程序是如何处理传入的参数的

Linux环境编写应用程序时，main函数一般会有两个参数，用于描述执行应用程序时传入的参数，书写形式如下：

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

• argc：表示传入参数的个数
• argv：指针数组，每一项存放一个传入参数字符串的地址

在shell中启动这个应用程序，shell接受用户输入命令行，将命令行分解成单词，然后把这些单词放入到一个数组，操作系统将这个存放单词数组的长度和数组作为参数传递给了main函数。因此，实际情况下，argv[0]指向的一定是运行当前应用程序的全路径名称，argv[1]~argv[argc-1]指向的才是传入参数，实际传入参数的个数为argc-1

例如有一个名为hello_world应用程序，在shell中按照 "./hello_world 3" 执行该程序，此时，argc = 2，argv[0]指向的是 "./hello_world" 字符串存放地址，argv[1]指向的才是传入参数 "3" 字符串存放地址

显然，我们可以在main函数内自己编写程序，通过解析argc，argv参数来获取执行应用程序所传入的参数。但对于Linux这种广泛使用的操作系统，它已经在库函数中为用户提供了用于命令行参数解析的函数，我们直接调用这些函数，便可轻松的解析各种命令行参数模式

这里所讲的getopt函数，就是标准库中实现的一个用于解析命令行参数的函数，它支持需要关联值和不需要关联值的选项，而且简单易用

（所谓的需要关联值的选项，以gcc编译器为例子，gcc的-o选项表示输出可执行程序名称，这个后面就需要跟一个名称才能正常使用，后面一个参数就是-o命令的关联值；所谓的不需要关联值，以ls命令为例子， ls的-l命令表示列出当前目录所有文件，这个后面不需要跟一些其他信息，这种被称作不需要关联值的选项）

2、getopt函数的原型

getopt函数有三个参数，函数的原型如下：

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

extern char *optarg;
extern int optind, opterr, optopt;

getopt函数本质上其实就是对main函数传入的argc和argv参数进行处理，它将传递给程序的main函数的argc和argv作为参数，同时接受一个选项指定字符串optstring。optstring字符串告诉getopt哪些选项可用，以及它们是否有关联值。

optstring是一个字符串列表，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(:)，则表示一个该选项有一个关联值作为下一个参数。

例如：getopt(argc, argv, "if:l")

它允许-i、-f、-l作为参数，其中-f选项后要紧跟一个参数，也就是它的关联值。这里参数的传递可以不按照optstring字符串列表写入的顺序来传

getopt的返回值是argv数组中的下一个选项字符，循环调用getopt可以依次得到argv中每一个选项。函数的处理行为如下：

• 如果选项处理完毕，返回值为-1。循环遇到-1，参数判断完毕，可以退出循环
• 如果选项有一个关联值，全局变量optarg指向这个值
• 如果遇到不在optstring中选项，getopt返回一个问号(?)，并将无法识别选项存放到全局变量optopt，有些getopt版本会在遇到未知选项时打印错误信息
• 如果选项要求有关联值，但是用户没传入一个关联值，默认情况下getopt通常返回一个问号(?)。我们可以将选项字符串的第一个字符设置成冒号，这个没传入关联值时，返回的是冒号(:)而不是问号(?)

optind表示下一个待处理参数的索引，getopt利用它来记录自己的进度，一般情况下在程序中很少用到

3、函数的使用

编写一个简单的例子，来演示getopt函数使用

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>


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

    while((res = getopt(argc, argv, ":io:l")) != -1)
    {
        switch(res)
        {
            case 'i':
            case 'l':
                    printf("option: %c
", res);
                    break;
                    
            case 'o':
                    printf("option: %c %s
", res, optarg);
                    break;
                    
            case ':':
                    printf("option need a value
");
                    break;
                    
            case '?':
                    printf("unknown option: %c
", optopt);
                    break;
                    
            default:
                    break;
        }
    }
}

演示程序中的main函数内使用getopt函数对传入参数进行解析，支持参数有-i、-o、-l，其中-o参数后要有一个关联值。这里optstring参数的第一个字符设置成冒号，是用来分辨输入-o选项，但没传入关联值情况，这种情况(:)被返回

--->如果传入-i、-l参数，打印参数信息

--->如果传入-o参数，打印参数信息和关联值信息

--->如果传入-o参数，并没传入关联值，打印出提示信息

--->如果传入无效参数时，打印出不识别提示信息

4、小结

调用getopt函数可以方便的处理我们程序中传入的不同参数，它按照我们指定的方式来解析main函数中传入的argc和argv参数，并返回选项字符。支持的参数在getopt的optstring参数指定，通过参数后面冒号(:)的有无来表示该参数后面是否需要紧跟关联值信息。但getopt函数也有自己的局限性，它仅支持的是单字符参数，如果想接受比单字符选项含义更明确的参数时，就不适用了。不过，如果你有这种需求，可以去研究下C库中getopt函数的另一个增强版本——getopt_long，它接受以下划线（--）开始的长参数