命令行參数选项处理:getopt()及getopt_long()函数使用

命令行參数选项处理:getopt()及getopt_long()函数使用

大家好,又见面了,我是全栈君。


     在执行某个程序的时候,我们通常使用命令行參数来进行配置其行为。
命令行选项和參数控制 UNIX 程序,告知它们怎样动作

当 gcc的程序启动代码调用我们的入口函数 main(int argc,char *argv[]) 时,已经对命令行进行了处理。argc 參数包括程序參数的个数,而 argv 包括指向这些參数的指针数组。

程序的參数能够分为三种:选项。选项的关联值,非选项參数

比如:

$gcc getopt_test.c -o testopt

getopt_test
.c是非选项參数。-o是选项,testopt是-o选项的关联值。

依据Linux的惯例。程序的选项应该以一个短横线开头。后面包括单个字母或数字。选项分为:带关联值的和不带关联值的以及可选的不带关联值的选项能够在一个短横线后合并使用,比如 ls -al。

此外还有长选项。有两个短横线来指明。比方说   -o filename  –output filename  给定输出文件名称等,以下整理了一些国外的资源用来学习。


getopt():短选项处理

getopt() 函数位于 unistd.h 系统头文件里,函数原型是: 
int getopt( int argc, char *const argv[], const char *optstring );
getopt使用main函数的argc和argv作为前两个參数,optsting是一个字符列表。每一个字符代表一个
单字符选项,假设一个字符后面紧跟以冒号(:),表示该字符有一个关联值作为下一个參数。两个冒号”::”代表这个选项的參数是可选的。
getopt的返回值是argv数组中的下一个选项參数。
由optind记录argv数组的下标,假设选项參数处理完成,函数返回-1;
假设遇到一个无法识别的选项,返回问号(?)。并保存在optopt中;

假设一个选项须要一个关联值。而程序运行时没有提供,返回一个问号(?),假设将optstring的第一个字符设为冒号(:),这样的情况下,函数会返回冒号而不是问号。

选项參数处理完成后。optind会指向argv数组尾部的其它非选项參数。

实际上。getopt在运行过程中会重排argv数组,将非选项參数移到数组的尾部

getopt() 所设置的全局变量(在unistd.h中)包含:
optarg——指向当前选项參数(假设有)的指针。

optind—— getopt() 即将处理的下一个參数 argv 指针的索引。
optopt——最后一个已知选项。

以下是一个使用getopt简单样例:
#include
 
<stdio.h>
#include
 
<stdlib.h>
#include
 
<unistd.h>

int
 main( 
int
 argc, 
char 
**argv) {
     
 int
 opt = 0;
     
 int
 i = 0;
     
 const
 
char
 *optstring = 
“:vV:h:” 
;  
//

     
 for
(i = 0; i < argc; i++)
           
printf
 (
“%d:%s\n” 
, i, argv[i]);

     
 //分别处理选项參数中的各个參数
     
 while
((opt = 
getopt
 (argc, argv, optstring)) != -1){
           
switch
 (opt){
           
case
 
‘v’ 
:
               
printf
 (
“verbose\n” 
);
               
break
 ;
           
case
 
‘V’ 
:
               
printf
 (
“option %c:the Version is %s\n” 
, opt, optarg);
               
break
 ;
           
case
 
‘h’ 
:
               
printf
 (
“The option %c  is %s…\n” 
, opt, optarg);
               
break
 ;
           
case
 
‘?’ 
:
               
printf
 (
“Unknown option %c\n” 
,optopt);
               
break
 ;
          }
     }

     
 //option index 终于会指向非选项參数
     
 printf
( 
“After getopt the optind = %d \n” 
, optind);

     
 //在运行完getopt之后又一次打印 argv数组
     
 for
(i = 0; i < argc; i++)
           
printf
 (
“%d:%s\n” 
, i, argv[i]);

     
 return
 0;
}

结果:
X:\1.KEEP MOVING\3.C\MyCodes\GetOpt\Debug\GetOpt.exe: invalid option — x
0:X:\1.KEEP MOVING\3.C\MyCodes\GetOpt\Debug\GetOpt.exe
1:arg1
2:-v
3:-V
4:2.1
5:-h
6:help
7:-x
8:arg2
verbose
option V:the Version is 2.1
The option h  is help…
Unknown option x
After getopt the optind = 7
0:X:\1.KEEP MOVING\3.C\MyCodes\GetOpt\Debug\GetOpt.exe
1:-v
2:-V
3:2.1
4:-h
5:help
6:-x
7:arg1
8:arg2

能够看到getopt运行完后非选项參数都移到了后面,由optind指向。


getopt_long():长选项处理

函数原型  :   int 
getopt_long (
int argc, char *const *argv, const char *shortopts, const struct option *longopts, int *indexptr)
贴一段对这个函数比較清晰的说明:

Decode options from the vector argv (whose length is argc). The argument shortopts describes the short options to accept, just as it does in getopt. The argument longopts describes the long options to accept (see above).

When getopt_long encounters a short option, it does the same thing that getopt would do: it returns the character code for the option, and stores the options argument (if it has one) inoptarg.

When getopt_long encounters a long option, it takes actions based on the flag and val fields of the definition of that option.

If flag is a null pointer, then getopt_long returns the contents of val to indicate which option it found. You should arrange distinct values in the val field for options with different meanings, so you can decode these values after getopt_long returns. If the long option is equivalent to a short option, you can use the short option’s character code in val.

If flag is not a null pointer, that means this option should just set a flag in the program. The flag is a variable of type int that you define. Put the address of the flag in the flag field. Put in the val field the value you would like this option to store in the flag. In this case, getopt_long returns 0.

For any long option, getopt_long tells you the index in the array longopts of the options definition, by storing it into *indexptr. You can get the name of the option withlongopts[*indexptr].name. So you can distinguish among long options either by the values in their val fields or by their indices. You can also distinguish in this way among long options that set flags.

When a long option has an argument, getopt_long puts the argument value in the variable optarg before returning. When the option has no argument, the value in optarg is a null pointer. This is how you can tell whether an optional argument was supplied.

When 
getopt_long has no more options to handle, it returns 
-1, and leaves in the variable 
optind the index in 
argv of the next remaining argument.


getopt_long的选项用结构体option定义:
struct option {
    char *name;   //长选项的名字
    int has_arg;  // 0/1。标志是否有选项
    int *flag; //上面有具体说明,通常为NULL
    int val;  
};

This structure describes a single long option name for the sake of getopt_long. The argument longopts must be an array of these structures, one for each long option. Terminate the array with an element containing all zeros.

The struct option structure has these fields:
name – 
This field is the name of the option. It is a string. 
has_arg – 
This field says whether the option takes an argument. It is an integer, and there are three legitimate values: no_argument,             required_argument  and optional_argument. 
flag ,
val – 
These fields control how to report or act on the option when it occurs.
If flag is a null pointer, then the val is a value which identifies this option. Often these values are chosen to uniquely identify particular long options.
If flag is not a null pointer, it should be the address of an int variable which is the flag for this option. The value in val is the value to store in the flag to indicate that the option was seen.

上面的英文解释很清晰,以下是一个使用getopt_long简单样例:
#include
 
<stdio.h>
#include
 
<stdlib.h>
#include
 
<unistd.h>
#include
 
<getopt.h>

int
 main( 
int
 argc
char
 **argv){
     
 const
 
char
 *short_options = 
“vhVo:” 
;

     
 const
 
struct
 option long_options[] = {
              { 
“verbose”
 
optional_argument 
, NULL, 
‘v’ 
},
              { 
“help”
 
no_argument 
, NULL, 
‘h’ 
},
              { 
“version”
 
no_argument 
, NULL, 
‘V’ 
},
              { 
“output”
 
required_argument 
, NULL, 
‘o’ 
},
              {NULL, 0, NULL, 0} ,  
/* Required at end of array. */
     };

     
 for
 (;;) {
           
int
 c;
          c = 
getopt_long
 (argc, argv, short_options, long_options, NULL);
//
           
if
 (c == -1) {
               
break
 ;
          }
           
switch
 (c) {
           
case
 
‘h’ 
:
               
printf
 (
“The usage of this program…\n” 
);
               
break
 ;
           
case
 
‘v’ 
:
               
printf
 (
“set the program’s log verbose…\n”
);
               
break
 ;
           
case
 
‘V’ 
:
               
printf
 (
“The version is 0.1 …\n” 
);
               
break
 ;
           
case
 
‘o’ 
:
               
printf
 (
“The output file is %s.\n” 
,optarg);
               
break
 ;
           
case
 
‘?

‘ :

               
printf
 (
“Invalid option , abort the program.”
);
               
exit
 (-1);
           
default
 
// unexpected
             
abort
 ();
          }
     }

     
 return
 0;
}


參数是:
命令行參数选项处理:getopt()及getopt_long()函数使用

结果:
The usage of this program…
set the program’s log verbose…
The version is 0.1 …
The output file is outputfile.


应用场景分析

在openvswitch的源代码中,每一个组件的启动过程都会牵扯到命令行參数的解析,处理思路都是类似的。以下是我对ovsdb-client中代码的这部分代码的抽离。明白这个过程做了哪些事情。
#include
 
<stdio.h>
#include
 
<stdlib.h>
#include
 
<string.h>
#include
 
<unistd.h>
#include
 
<getopt.h>
#include
 
<limits.h>


void
 out_of_memory( 
void
 ){
     
 printf
( 
“virtual memory exhausted\n”
 );
     
 abort
();
}

// xmalloc终于还是调用标准C的 malloc,仅仅只是进行了包装。
//保证内存会分配成功。否则就因此运行终止应用程序。
void
 *xmalloc( 
size_t
 size){
    
void
 *p = 
malloc
 (size ? size : 1);
    
if
 (p == NULL) {
        out_of_memory();
    }
    
return
 p;
}

char
 *xmemdup0( 
const
 
char 
*p_, 
size_t 
length){
    
char
 *p = xmalloc(length + 1);
    
memcpy
(p, p_, length);
    p[length] = 
‘\0’
;
    
return
 p;
}

//Duplicates a character string without fail, using xmalloc to obtain memory.
char
 *xstrdup( 
const
 
char 
*s){
    
return
 xmemdup0(s, 
strlen
 (s));
}

/* Given the GNU-style long options in ‘options’, returns a string that may be
 * passed to getopt() with the corresponding short options.  The caller is
 * responsible for freeing the string. */
char
 *long_options_to_short_options( 
const
 
struct 
option options[]){
    
char
 short_options[UCHAR_MAX * 3 + 1];
    
char
 *p = short_options;

    
for
 (; options-> 
name
; options++) {
        
const
 
struct 
option *o = options;
        
if
 (o->
flag 
== NULL && o->
 val
 > 0 && o-> 
val
 <= UCHAR_MAX) {
            *p++ = o-> 
val
;
            
if
 (o->
has_arg 
== 
required_argument
) {
                *p++ = 
‘:’
;
            } 
else
 
if 
(o->
has_arg 
== 
optional_argument
) {
                *p++ = 
‘:’
;
                *p++ = 
‘:’
;
            }
        }
    }
    *p = 
‘\0’
;
    
//不能直接返回局部变量:字符数组,须要在堆上分配空间。然后返回相应的指针。
    
return
 xstrdup(short_options);
}

static
 
void
parse_options( 
int
 argc, 
char 
*argv[])
{
    
enum
 {
        
OPT_BOOTSTRAP_CA_CERT
 = UCHAR_MAX + 1,
        
OPT_TIMESTAMP
 ,
        
DAEMON_OPTION_ENUMS
 ,
        
TABLE_OPTION_ENUMS
    };
    
static
 
struct
 option long_options[] = {
        { 
“verbose”
 
optional_argument 
, NULL, 
‘v’ 
},
        { 
“help”
 
no_argument 
, NULL, 
‘h’ 
},
        { 
“version”
 
no_argument 
, NULL, 
‘V’ 
},
        { 
timestamp 

no_argument
, NULL, 
OPT_TIMESTAMP
 },
        {NULL, 0, NULL, 0},
    };

    
char
 *short_options = long_options_to_short_options(long_options);
    
//当把把长短选项分离出来之后。就是上面的处理套路
    
//这里只打印出short options
    
printf
( 
“%s\n”
 ,short_options);

    
free
(short_options);
}

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

     
 return
 0;
}


參考资料:
1.http://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Getopt-Long-Options.html
2.http://www.ibm.com/developerworks/cn/aix/library/au-unix-getopt.html
3. http://www.cppblog.com/cuijixin/archive/2010/06/13/117788.html
4.OVS源代码


版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/116544.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
全栈程序员-站长的头像全栈程序员-站长


相关推荐

  • 英语词根词缀记忆法总口诀_词根词缀记忆法的利弊

    英语词根词缀记忆法总口诀_词根词缀记忆法的利弊英语词根词缀记忆法(全集) 前言        英语单词的构词规律也是有规可寻的。单词是由词素构成的,词素派生出词义。单词的数量虽然浩瀚,但构成其的词素的数量却是有限的。如果掌握了词素,懂得基本的构词方法,就能容易地识记单词,突破记忆单词这一难关。词素又是由词根和词缀两部分组成的,而词缀又分为前缀和后缀。常用的252个词根和289个词缀,掌握了这些词素便可掌握绝大

    2022年9月19日
    3
  • ios5.1.1越狱实践

    ios5.1.1越狱实践今天一口气越狱了三台ipad,虽然是第一次越狱,但是借助于现在网络的发达,基本算是很顺利就完成了越狱。步骤:1,下载TinyUmbrella(小雨伞,名字不错)这个软件的用处是把没有越狱的ipad的shsh文件备份出来,这样以后可以降级到未越狱前的某个版本。注意,该软件需要有Java环境。所以,下载相关的java环境后,安装后就可以打开。第一次打开的

    2022年5月11日
    44
  • idea 2021 4 永久激活码(破解版激活)「建议收藏」

    idea 2021 4 永久激活码(破解版激活),https://javaforall.net/100143.html。详细ieda激活码不妨到全栈程序员必看教程网一起来了解一下吧!

    2022年3月16日
    343
  • 【违禁文】周末两天逛了逛长沙的思考和感悟

    做一个积极的人编码、改bug、提升自己我有一个乐园,面向编程,春暖花开!今天不写技术文章了,写一下自己上周末出去逛的体验和感想,本来准备昨天写的,昨天晚上去学习了一个线上的交流活动,搞的时间有点晚,所以周末总结放今天在写一写,因为不写的话,我可能后面也就不会写了,纯粹个人所见所想!人生其实有很多未知,就如我从自己毕业到工作后都没曾想过我会在长沙生活,但是现在已经快两年了,时间过的很快!…

    2022年3月1日
    40
  • 日志分析_周记10篇

    日志分析_周记10篇日志信息每个用例都会生成一个对应的log日志,位置:<ProjectRootDir>/logs/TestCaseID.run.log.如果你想看到request和response、提取

    2022年7月29日
    9
  • 用 Linux Shell 脚本来监控磁盘使用情况并发送邮件

    用 Linux Shell 脚本来监控磁盘使用情况并发送邮件

    2021年7月7日
    78

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号