Linux C 命令行参数解析

为了提高程序的灵活性，我们常常需要在启动程序时指定参数。比如，我们man ls看一下ls的官方介绍文档：这里的-a 我们称之为短参数，–all 称之为长参数。当然，这些参数后面也可以指定值，如man split：
短参数与后面的值可以加空格，也可以不加空格。如-a 1 和 -a1是相同的。
长参数与后面的值可以加空格，也可以用=号连接。如–byte 3 和–byte=3是相同的。

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如果我们想实现这个参数解析功能，需要用到<getpot.h>这个头文件。主要提供了：
一个结构体：

struct option
{
  const char *name;
  int has_arg;
  int *flag;
  int val;
};
name：是参数的名称
has_arg：指明是否带参数值，其数值可选：
         no_argument (即 0) 表明这个长参数不带参数（即不带数值，如：--name）
         required_argument (即 1) 表明这个长参数必须带参数（即必须带数值，如：--name Bob）
         optional_argument（即2）表明这个长参数后面带的参数是可选的，（即--name和--name Bob均可）
flag ：当这个指针为空的时候，函数直接将val的数值从getopt_long的返回值返回出去，
                         当它非空时，val的值会被赋到flag指向的整型数中，而函数返回值为0
val ： 用于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。

三个函数：

1.int getopt (int argc, char *const *argv, const char *shortopts)

 - argc和argv就是从main函数中传递过来的。
 - 如果shortopts="abcd:",getopt函数将依次检查命令行是否指定了 -a， -b， -c及 -d
   (这需要多次调用getopt函数，直到其返回-1)，当检查到上面某一个参数被指定时，函数会返回
   被指定的参数名称（即该字母)。最后一个参数d后面带有冒号，: 表示参数d是可以指定值的，
   如 -d 100 或 -d user.

2.int getopt_long (int argc, char *const *argv,
                           const char *shortopts,
                           const struct option *longopts, int *longind)
3.int getopt_long_only (int argc, char *const *argv,
                             const char *shortopts,
                             const struct option *longopts, int *longind)

 - longopts指向的是一个由option结构体组成的数组。
 - longind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。

四个全局变量：

char *optarg; 指向当前解析的参数。
int optind; 下一个将被处理到的参数在argv中的下标值。
int 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。
int optopt; 当命令行选项字符不包括在optstring中或者选项缺少必要的参数时，
            该选项存储在optopt中，getopt返回'？’

示例代码一：getopt

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    int opt;
    char *optstring = "a:b:c:d";
 
    while ((opt = getopt(argc, argv, optstring)) != -1)
    {
        printf("opt = %c\n", opt);
        printf("optarg = %s\n", optarg);
        printf("optind = %d\n", optind);
        printf("argv[optind - 1] = %s\n\n",  argv[optind - 1]);
    }
 
    return 0;
}

运行结果如下：

示例代码二：getopt_long

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <getopt.h>
 
int main(int argc, char **argv)
{
   int opt;
   int digit_optind = 0;
   int option_index = 0;
   char *optstring = "a:b:c:d";
   static struct option long_options[] = {
       {"reqarg", required_argument, NULL, 'r'},
       {"noarg",  no_argument,       NULL, 'n'},
       {"optarg", optional_argument, NULL, 'o'},
       {0, 0, 0, 0}
   };
 
   while ( (opt = getopt_long(argc, argv, optstring, long_options, &option_index)) != -1)
   {
        printf("opt = %c\n", opt);
        printf("optarg = %s\n", optarg);
        printf("optind = %d\n", optind);
        printf("argv[optind - 1] = %s\n",  argv[optind - 1]);
        printf("option_index = %d\n", option_index);
        printf("\n");
   }
 
   return 0;
}

运行结果如下：
当所给的参数存在问题时，opt（即函数返回值是’?’）

getopt_long_only函数，它与getopt_long函数使用相同的参数表，在功能上基本一致，只是getopt_long只将–name当作长参数，但getopt_long_only会将–name和-name两种选项都当作长参数来匹配。在getopt_long在遇到-name时，会拆解成-n -a -m -e到optstring中进行匹配，而getopt_long_only只在-name不能在longopts中匹配时才将其拆解成-n -a -m -e这样的参数到optstring中进行匹配。

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： 连横杠都没有加的选项），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。

参考资料：https://blog.csdn.net/qq_33850438/article/details/80172275
                https://blog.csdn.net/cashey1991/article/details/7942809