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用getopt解析命令行参数(C)

　　CLI(Command Line Interface)编程中很重要的一步，就是命令行参数的解析。对于初涉这一块的兄弟来说，argv, argc摆弄起来还是非常繁琐的。本文简单的介绍getopt相关几个命令行参数解析函数的用法，并搭上几个简单的实例，力求使读者能够基本掌握它的用法。

 

　　下面的几个API是从man 3 getopt中截取并简化。

 

　　这个函数初定义在unistd.h中，实现最基本的命令行参数解析功能，只支持象-a -d这样短参数格式，不支持象--color --dir这样的长参数格式。

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

 

　　这个函数定义在getopt.h中，实现了长短参数混合解析。

      int getopt_long(int argc, char * const argv[],
                  const char *optstring,
                  const struct option *longopts, int *longindex);

 

　　这个函数定义在getopt.h中，只支持长参数的解析。

      int getopt_long_only(int argc, char * const argv[],
                  const char *optstring,
                  const struct option *longopts, int *longindex);

 

　　在现实运用中，当然是中间一个函数用得最多，谁不想自己的CLI程序支持短参数的同时也支持长参数呢？

 

　　短参数的定义：

　　getopt使用optstring所指的字串作为短参数列表，象"1ac:d::"就是一个短参数列表。短参数的定义是一个'-'后面跟一个字母或数字，象-a, -b就是一个短参数。每个数字或字母定义一个参数。

 

　　其中短参数在getopt定义里分为三种：

　　1. 不带值的参数，它的定义即是参数本身

　　2. 必须带值的参数，它的定义是在参数本身后面再加一个冒号

　　3. 可选值的参数，它的定义是在参数本身后面加两个冒号

 

　　在这里拿上面的"1ac:d::"作为样例进行说明，其中的1,a就是不带值的参数，c是必须带值的参数，d是可选值的参数。

　　在实际调用中，'-1 -a -c cvalue -d', '-1 -a -c cvalue -ddvalue', '-1a -ddvalue -c cvalue'都是合法的。这里需要注意三点：

　　1. 不带值的参数可以连写，象1和a是不带值的参数，它们可以-1 -a分开写，也可以-1a或-a1连写。

　　2. 参数不分先后顺序，'-1a -c cvalue -ddvalue'和'-d -c cvalue -a1'的解析结果是一样的

　　3. 要注意可选值的参数的值与参数之间不能有空格，必须写成-ddvalue这样的格式，如果写成-d dvalue这样的格式就会解析错误。

 

　　getopt()的返回值：

　　getopt()每次调用会逐次返回命令行传入的参数

　　当没有参数的最后的一次调用时，getopt()将返回-1。

　　当解析到一个不在optstring里面的参数，或者一个必选值参数不带值时，返回'?'

　　当optstring是以':'开头时，缺值参数的情况下会返回':'，而不是'?'

 

　　getopt()的出错信息：

　　使用getopt的时候，当参数有错的时候会经常出现一些我们不希望出现的出错信息。这是getopt通过stderr输出的错误信息。我们可以通过把opterr设成0来解决这个问题。

 

　　参数值的获取：

　　当参数后面带有值时，调用后会把值放入到optarg字符串里面；如果没有值时，这个字串将被置空。

 

　　getopt()的三种解析模式：

　　1. 默认情况下，getopt()会按照optstring定义的顺序进行参数解析，不在optstring定义的参数会返回?，然后把非参数的值放到argv队列的最后。

　　2. 当optstring以'+'开头定义时，getopt()会跳过所有不在optstring中的参数，并把他们都当作是非参数的值发到队列的最后。

　　3. 当optstring以'-'开头定义时，没看懂。。。。有空再看

 

　　例1：用getopt()实现短参数的解析。

 

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

void parse_arg(int argc, char *argv[])
{

    int c;
    opterr = 0;

    while(1)
    {
        c = getopt_long (argc, argv, ":1ac:d::");

        if (c == -1)
        {
            break;
        }

        switch(c)
        {
            case '1':
            case 'a':
                printf ("option %c\n", c);
                break;

            case 'c':
                printf ("option c with value `%s'\n", optarg);
                break;

            case 'd':
                if (optarg != NULL)
                {
                    printf ("option d with value `%s'\n", optarg);
                }
                else
                {
                    printf ("option d\n");
                }
                break;

            case '?':
                printf("unknown parameter: %c\n", optopt);
                break;

            case ':':
                printf("need parameter: %c\n", optopt);
                break;

            default:
                printf ("?? getopt returned character code 0%o ??\n", c);
                break;

        }

    }

    if (optind < argc)
    {
        printf ("non-option ARGV-elements: ");
        while (optind < argc)
        {
            printf ("%s ", argv[optind++]);
        }
        printf ("\n");
    }

}

int main(int argc, char *argv[])
{
    parse_arg(argc, argv);
    return 0;
}

 

　　例2：用getopt_long()实现长短参数的混合解析。

 

　　不足之处：

 

　　getopt没有提供强制参数或可选参数列表的功能，只是提出了一种参数获取的方法。在实际使用中，在使用getopt解析参数过后，还必须对程序的参数进行存在性，或有效性验证，这仍然是一件很繁琐的事情。期待在以后的应用中能够很好的解决这个问题。

 

　　最后，getopt只是用一种既定的模式来进行了命令行参数的解析。既然是一种既定的模式，肯定就有它的缺陷。如果读者在实际运用中遇到一些getopt不能解决的地方，还是只有自己写方法来解析命令行参数。也许有朝一日会有一个比getopt更完美的命令行解析库出现