linux c 解析命令行参数 getopt_long()； / struct option

一、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。

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。

man ls看一下ls的官方介绍文档：

二、<getpot.h>头文件实现参数解析

<getpot.h>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'？’

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。

解释：

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。

 形式如a:b::cd:别表示程序支持的命令行短选项有-a、-b、-c、-d，冒号含义如下：
> (1)只有一个字符，不带冒号——只表示选项， 如-c 
>   (2)一个字符，后接一个冒号——表示选项后面带一个参数，如-a 100
>   (3)一个字符，后接两个冒号——表示选项后面带一个可选参数，即参数可有可无，
>   如果带参数，则选项与参数直接不能有空格，形式应该如-b200

(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：

a: no_argument(或者是0)时 ——参数后面不跟参数值，eg: --version,–help
b: required_argument(或者是1)时 ——参数输入格式为：–参数 值 或者 --参数=值。
eg:–dir=/home
c: optional_argument(或者是2)时 ——参数输入格式只能为：–参数=值
(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。

三、用例

1.官方用例

#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.个人用例

#include <stdio.h>  
#include <getopt.h>  
char *l_opt_arg;  
char* const short_options = "nbl:";  
struct option long_options[] = {  
     { "name",     0,   NULL,    'n'     },  
     { "bf_name",  0,   NULL,    'b'     },  
     { "love",     1,   NULL,    'l'     },  
     {      0,     0,     0,     0},  
};  
int main(int argc, char *argv[])  
{  
     int c;  
     while((c = getopt_long (argc, argv, short_options, long_options, NULL)) != -1)  
     {  
         switch (c)  
         {  
         case 'n':  
             printf("My name is XL./n");  
             break;  
         case 'b':  
             printf("His name is ST./n");  
             break;  
         case 'l':  
             l_opt_arg = optarg;  
             printf("Our love is %s!/n", l_opt_arg);  
             break;  
         }  
     }  
     return 0;  
}  

编译并运行：

[root@localhost liuxltest]# gcc -o getopt getopt.c

[root@localhost liuxltest]# ./getopt -n -b -l forever
My name is XL.
His name is ST.
Our love is forever!
[root@localhost liuxltest]#

[root@localhost liuxltest]# ./getopt -nb -l forever
My name is XL.
His name is ST.
Our love is forever!
[root@localhost liuxltest]# ./getopt -nbl forever  
My name is XL.
His name is ST.
Our love is forever!

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