命令行参数解析之getopt

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简介

getopt作为Linux下经典的命令行解析工具，得到广泛的使用，下面简单的作一下介绍。

定义

getopt提供了4个变量、1个结构体、3个外部接口、1个内部接口：

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

struct option
{
#if defined (__STDC__) && __STDC__
  const char *name;
#else
  char *name;
#endif
  int has_arg;
  int *flag;
  int val;
};

int getopt (int argc, char *const *argv, const char *optstring)

int getopt_long (int argc,  char *const *argv,  const char *options,
                 const struct option *long_options, int *opt_index)

int getopt_long_only (int argc, char *const *argv, const char *options,
                      const struct option *long_options, int *opt_index)

int _getopt_internal (int argc, char *const *argv, const char *optstring,
                      const struct option *longopts, int *longind, int long_only)

optarg

optarg用于从getopt到调用者的交互。
当 getopt 找到带参数的选项时，optarg 被赋值为这个参数；当枚举变量 ordering 等于 RETURN_IN_ORDER 时，没有选项的参数赋值给 optarg。

optind

ARGV中将要被处理的下一个元素的下标。用于和调用者交互，并连续调用getopt。
在进入getopt时，零表示这是第一个调用; 初始化。当getopt返回-1时，表示这是第一个没有选项的参数，需要调用者自己做处理。正常情况下，optind表示ARGV中已经处理的元素个数。

opterr

当getopt遇到无法识别的选项时，调用者通过给opterr赋值零来阻止打印错误消息。

optopt

optopt表示无法识别的选项字符。

struct option

描述应用程序中使用到的长名称选项。
getopt_long或getopt_long_only方法中的LONG_OPTIONS参数，是一个option结构体的容器，并以名称为零的元素结尾。

has_arg
no_argument(0) 代表此选项没有参数；
required_argument(1) 代表此选项需要参数；
optional_argument(2) 代表此选项的参数可有可无；

flag
当flag不等于零时，如果找到选项，那么选项的参数被赋值为val变量；否则不作任何修改；

在使用长名称选项时，除了将int设置为编译常量之外，还需要设置一个来自optarg的值，设置flag为零，设置val为非零(等效的单字母选项，如果有的话)。对于flag字段为零的长选项，getopt返回val字段的值。

getopt

短名称选项的解析。

getopt_long

兼容长名称和短名称选项的解析。

getopt_long_only

长名称选项的解析。

_getopt_internal

长短名称选项的内部解析实现。从给定的OPTSTRING字符串中，搜索(长度为ARGC)ARGV的元素中相匹配的字符选项。

如果ARGV元素以 - 符号开始，并且不等于 - 或 – 那么这个元素是选项，这个元素中的字符是选项的名称。当调用循环getopt时，将成功返回每个元素中的字符。

当getopt找到选项时，将返回元素中的字符，并更新optind和nextchar变量，以便下次搜索时使用。

当查找完成后，getopt返回-1。此时optind被赋值为ARGV中第一个非选项的下标。

OPTSTRING是一个包含合法选项字符的字符串。如果ARGV中的元素不在OPTSTRING中时，getopt输出错误住处，并返回?。当设置opterr为零时，不输出错误，仍返回?。如果OPTSTRING中的字符后面紧跟一个冒号，说明这个短选项需要参数，参数存在’optarg’中；如果字符后面紧跟两个冒号，说明这个短选项的参数可选，参数存在’optarg’中；如果OPTSTRING以 - 或 + 符号开始，那么你需要自己处理非选项的ARGV元素。详情参阅RETURN_IN_ORDER和REQUIRE_ORDER的说明。

长名称选项以 – 符号开始，名称可以使用全称或缩写，并保证名称的唯一性。长选项的参数，可以放在长选项的下一个元素，也可以通过 = 紧跟在长选项的后面。当getopt'发现一个长命名选项时，如果该选项的flag’字段为非零，则返回零，如果’flag’字段为零，则返回该选项的’val’字段的值。

ARGV中的元素并不是真正的常量。我们当作常量来使用，以保证与其他系统的兼容性。

LONGOPTS是一个option结构体的容器，并以名称为零的元素结尾。
LONGIND代表长名称选项在LONGOPT中的下标。仅在长名称选项匹配成功时有效。
LONG_ONLY为非零时，- 符号和 – 符号一样代表长名称的起始。

示例

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", 1, 0, 0},
						{"append", 0, 0, 0},
						{"delete", 1, 0, 0},
						{"verbose", 0, 0, 0},
						{"create", 0, 0, 0},
						{"file", 1, 0, 0},
						{0, 0, 0, 0}};

		c = getopt_long(argc, argv, "abc:d:0123456789",
										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':
		case '3':
		case '4':
		case '5':
		case '6':
		case '7':
		case '8':
		case '9':
			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(0);
}