浅谈linux的命令行解析参数之getopt_long函数
前言
在linux中，经常需要各种命令，通常情况下都会带各种参数，而这些参数是如何解析的呢？通常使用GNU C提供的函数getopt、getopt_long、getopt_long_only函数来解析命令行参数。
一、关于命令行参数
命令行参数可以分为两类，一类是短选项，一类是长选项，短选项在参数前加一杠"-"，长选项在参数前连续加两杠"--"，如下表（ls 命令参数）所示，其中-a，-A,-b都表示短选项，--all,--almost-all, --author都表示长选项。他们两者后面都可选择性添加额外参数。比如--block-size=SIZE，SIZE便是额外的参数。
二、getopt_long函数
getopt函数只能处理短选项，而getopt_long函数两者都可以，可以说getopt_long已经包含了getopt_long的功能。因此，这里就只介绍getopt_long函数。而getopt_long与getopt_long_only的区别很小，等介绍完getopt_long，在提起会更好。
#include <unistd.h>
extern char *optarg;
extern int optind, opterr, optopt;
#include <getopt.h>
int getopt(int argc, char * const argv[],const char *optstring);
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);参数以及返回值介绍（以上三个函数都适用）：
1、argc和argv和main函数的两个参数一致。
2、optstring: 表示短选项字符串。
3、longopts：表示长选项结构体。结构如下：
struct option
{ const char *name; int has_arg; int *flag; int val;
};
eg:static struct option longOpts[] = {{ "daemon", no_argument, NULL, 'D' },{ "dir", required_argument, NULL, 'd' },{ "out", required_argument, NULL, 'o' },{ "log", required_argument, NULL, 'l' },{ "split", required_argument, NULL, 's' },{ "http-proxy", required_argument, &lopt, 1 },{ "http-user", required_argument, &lopt, 2 },{ "http-passwd", required_argument, &lopt, 3 },{ "http-proxy-user", required_argument, &lopt, 4 },{ "http-proxy-passwd", required_argument, &lopt, 5 },{ "http-auth-scheme", required_argument, &lopt, 6 },{ "version", no_argument, NULL, 'v' },{ "help", no_argument, NULL, 'h' },{ 0, 0, 0, 0 }};
(1)name:表示选项的名称,比如daemon,dir,out等。
(2)has_arg:表示选项后面是否携带参数。该参数有三个不同值，如下：
(3)flag:这个参数有两个意思，空或者非空。
a:如果参数为空NULL，那么当选中某个长选项的时候，getopt_long将返回val值。
eg，可执行程序 --help，getopt_long的返回值为h.
b:如果参数不为空，那么当选中某个长选项的时候，getopt_long将返回0，并且将flag指针参数指向val值。
eg: 可执行程序 --http-proxy=127.0.0.1:80 那么getopt_long返回值为0，并且lopt值为1。
(4)val：表示指定函数找到该选项时的返回值，或者当flag非空时指定flag指向的数据的值val。
4、longindex：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。
5、全局变量：
（1）optarg：表示当前选项对应的参数值。
（2）optind：表示的是下一个将被处理到的参数在argv中的下标值。
（3）opterr：如果opterr = 0，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。opterr在非0时，向屏幕输出错误。
（4）optopt：表示没有被未标识的选项。
6、返回值：
（1）如果短选项找到，那么将返回短选项对应的字符。
（2）如果长选项找到，如果flag为NULL，返回val。如果flag不为空，返回0
（3）如果遇到一个选项没有在短字符、长字符里面。或者在长字符里面存在二义性的，返回“？”
（4）如果解析完所有字符没有找到（一般是输入命令参数格式错误，eg： 连斜杠都没有加的选项），返回“-1”
（5）如果选项需要参数，忘了添加参数。返回值取决于optstring，如果其第一个字符是“：”，则返回“：”，否则返回“？”。
注意：
（1）longopts的最后一个元素必须是全0填充，否则会报段错误
（2）短选项中每个选项都是唯一的。而长选项如果简写，也需要保持唯一性。
三、测试(自行测试)
1、官网给出测试用例。
#include <stdio.h> /* for printf */
#include <stdlib.h> /* for exit */
#include <getopt.h>int
main(int argc, char **argv)
{int c;int digit_optind = 0;while (1) {int this_option_optind = optind ? optind : 1;int option_index = 0;static struct option long_options[] = {{"add", required_argument, 0, 0 },{"append", no_argument, 0, 0 },{"delete", required_argument, 0, 0 },{"verbose", no_argument, 0, 0 },{"create", required_argument, 0, 'c'},{"file", required_argument, 0, 0 },{0, 0, 0, 0 }};c = getopt_long(argc, argv, "abc:d:012",long_options, &option_index);if (c == -1)break;switch (c) {case 0:printf("option %s", long_options[option_index].name);if (optarg)printf(" with arg %s", optarg);printf("\n");break;case '0':case '1':case '2':if (digit_optind != 0 && digit_optind != this_option_optind)printf("digits occur in two different argv-elements.\n");digit_optind = this_option_optind;printf("option %c\n", c);break;case 'a':printf("option a\n");break;case 'b':printf("option b\n");break;case 'c':printf("option c with value '%s'\n", optarg);break;case 'd':printf("option d with value '%s'\n", optarg);break;case '?':break;default:printf("?? getopt returned character code 0%o ??\n", c);}}if (optind < argc) {printf("non-option ARGV-elements: ");while (optind < argc)printf("%s ", argv[optind++]);printf("\n");}exit(EXIT_SUCCESS);
}2、自己项目相关一个例子。
#include<stdio.h>
#include <getopt.h>
#include<iostream>
#include<string>
#include<stdlib.h>
using namespace std;void showUsage() {//cout << "Usage: " << PACKAGE_NAME << " [options] URL ..." << endl;cout << "Options:" << endl;cout << " -d, --dir=DIR The directory to store downloaded file." << endl;cout << " -o, --out=FILE The file name for downloaded file." << endl;cout << " -l, --log=LOG The file path to store log. If '-' is specified," << endl;cout << " log is written to stdout." << endl;cout << " -D, --daemon Run as daemon." << endl;cout << " -s, --split=N Download a file using s connections. s must be" << endl;cout << " between 1 and 5. If this option is specified the" << endl;cout << " first URL is used, and the other URLs are ignored." << endl;cout << " --http-proxy=HOST:PORT Use HTTP proxy server. This affects to all" << endl;cout << " URLs." << endl;cout << " --http-user=USER Set HTTP user. This affects to all URLs." << endl;cout << " --http-passwd=PASSWD Set HTTP password. This affects to all URLs." << endl;cout << " --http-proxy-user=USER Set HTTP proxy user. This affects to all URLs" << endl;cout << " --http-proxy-passwd=PASSWD Set HTTP proxy password. This affects to all URLs." << endl;cout << " --http-auth-scheme=SCHEME Set HTTP authentication scheme. Currently, BASIC" << endl;cout << " is the only supported scheme." << endl;cout << " -v, --version Print the version number and exit." << endl;cout << " -h, --help Print this message and exit." << endl;cout << "URL:" << endl;cout << " You can specify multiple URLs. All URLs must point to the same file" << endl;cout << " or a download fails." << endl;cout << "Examples:" << endl;cout << " Download a file by 1 connection:" << endl;cout << " aria2c http://AAA.BBB.CCC/file.zip" << endl;cout << " Download a file by 2 connections:" << endl;cout << " aria2c -s 2 http://AAA.BBB.CCC/file.zip" << endl;cout << " Download a file by 2 connections, each connects to a different server." << endl;cout << " aria2c http://AAA.BBB.CCC/file.zip http://DDD.EEE.FFF/GGG/file.zip" << endl;cout << "Reports bugs to <tujikawa at rednoah dot com>" << endl;
}int main(int argc, char* argv[]) {bool stdoutLog = false;string logfile;string dir;string ufilename;int split = 0;bool daemonMode = false;int c;while(1) {int optIndex = 0;int lopt;static struct option longOpts[] = {{ "daemon", no_argument, NULL, 'D' },{ "dir", required_argument, NULL, 'd' },{ "out", required_argument, NULL, 'o' },{ "log", required_argument, NULL, 'l' },{ "split", required_argument, NULL, 's' },{ "http-proxy", required_argument, &lopt, 1 },{ "http-user", required_argument, &lopt, 2 },{ "http-passwd", required_argument, &lopt, 3 },{ "http-proxy-user", required_argument, &lopt, 4 },{ "http-proxy-passwd", required_argument, &lopt, 5 },{ "http-auth-scheme", required_argument, &lopt, 6 },{ "version", no_argument, NULL, 'v' },{ "help", no_argument, NULL, 'h' },{ 0, 0, 0, 0 }};c = getopt_long(argc, argv, "Dd:o:l:s:vh", longOpts, &optIndex);printf("返回值： %c\n",c);if(c == -1) {break;}switch(c) {case 0:{switch(lopt) {case 1: {printf("1: %s\n",optarg);break;}case 2:printf("2: %s\n",optarg);break;case 3:printf("3: %s\n",optarg);break;case 4:printf("4: %s\n",optarg);break;case 5: printf("5: %s\n",optarg);break;case 6:printf("6: %s\n",optarg);break;}break;}case 'D':printf("D: %s\n",optarg);break;case 'd':printf("d: %s\n",optarg);break;case 'o':printf("o: %s\n",optarg);break;case 'l':printf("l: %s\n",optarg);break;case 's':printf("s: %s\n",optarg);break;case 'v':printf("s: %s\n",optarg);//showVersion();exit(0);case 'h':showUsage();exit(0);default:showUsage();exit(1);}}return 0;
}
四、参考文章
[1].https://blog.csdn.net/cashey1991/article/details/7942809
[2].https://www.jianshu.com/p/7a0a8d882787
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