命令行参数解析getopt()和getopt_long()

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getopt只能处理短参数，即单横杆开头的参数，对此，完全可以使用一个循环：对argv进行偏移，对argc进行递增，遍历匹配。

getopt_long可以相比getopt可以处理长参数，如果单纯只使用长参数或短参数，完全可以同上处理；只有混合使用长参数和短参数时，使用getopt_long可以使代码看起来更简练。

./a.out -a 1 -b 2
./a.out --aa 1 --bb 2
./a.out -a 1 --b 2

getopt

getopt或getopt_long 是一个Linux下面的库函数，作用就是解析命令行的输入。其目的就是减轻程序员自己的负担，可以直接使用系统提供的库函数，方便、高效和更安全地解析命令行的输入。

#include <unistd.h>

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

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

getopt() 所设置的全局变量包括：

optarg：指向当前选项参数（如果有）的指针
optind：再次调用 getopt() 时的下一个 argv 指针的索引
optopt：最后一个未知选项

函数 getopt() 解析给定在参数argc和argv中的命令行参数集合，这两个参数通常是从 main() 函数的参数列表中获取。

参数 optstring 指定了函数 getopt() 应该寻找的命令行选项集合，该参数由一组字符组成，每个字符标识一个选项。SUSv3中规定了 getopt() 至少应该可以接受62个字符[a-zA-Z0-9]作为选项。除了:、 ?、- 这几个对 getopt() 来说有着特殊意义的字符外，大多数实现还允许其他的字符也作为选项出现。

每个选项字符后可以跟一个冒号字符:，表示这个选项带有一个参数。

通过连续调用 getopt() 来解析命令行，每次调用都会返回下一个未处理选项的信息

如果找到了选项，那么代表该选项的字符就作为函数结果返回
如果到达了选项列表的结尾 getopt() 就返回 -1
如果选项带有参数，getopt() 就把全局变量 optarg 设为指向这个参数

如果选项不带参数，那么 glibc的 getopt() 实现(同大多数实现一样)会将 optarg设为 NULL。但是,SUSv3并没有对这种行为做出规定。因此基于可移植性的考虑，应用程序不能依赖这种行为(通常也不需要)。

每次调用 getopt() 时，全局变量 optind 都得到更新，其中包含着参数列表 argv 中未处理的下一个元素的索引。(当把多个选项归组到一个单独的单词中时，getopt() 内部会做一些记录工作,以此跟踪该单词，找出下一个待处理的部分。)

在首次调用 getopt()之前，变量 optind 会自动设为1。在如下两种情况中我们可能会用到这个变量：

如果 getopt() 返回了-1，表示目前没有更多的选项可解析了，且 optind 的值比argc要小，那么 argv[optind]就表示命令行中下一个非选项参数
如果我们处理多个命令行向量或者重新扫描相同的命令行，那么我们必须手动将 optind 重新设为1。

在下列情况中，getopt() 函数会返回-1，表示已到达选项列表的结尾：

由 argc 加上 argv 所代表的列表已到达结尾(即 argv[optind]为NULL)。
argv下一个未处理参数是非选项参数，即不是以连字符开头。
argv下一个未处理参数只是一个单独的连字符。有些命令可以理解这种参数,该单字本身代表了特殊的意义。
argv下一个未处理参数仅由两个连字符(-)组成。在这种情况下,，getopt() 会悄悄地读取这两个连字符，并将 optind 调整为指向双连字符之后的下一个单字。就算命令行中的下一个单字(在双连字符之后)看起来像一个选项(即,以一个连字符开头)，这时候也是选项列表结尾了。比如，如果我们想利用grep在文件中查找字符串 -k，那么我们可以写成（这里的-k等价于非选项参数）

grep -- -k myfile

如果在处理期间遇到了不符合optstring指定的其他选项getopt()将显示一个错误消息，并将全域变量optopt设为?字符，如果不希望getopt()打印出错信息，则只要将全域变量opterr设为0即可。

当 getopt() 在处理选项列表时，可能会出现两种错误：

当遇到某个没有指定在 optstring 中的选项时会出现。
当某个选项需要一个参数，而参数却未提供时会出现(即,选项出现在命令行的结尾)。

有关 getopt() 是如何处理并上报这些错误的规则如下。

默认情况下, getopt()在标准错误输出上打印出一条恰当的错误消息,并将字符 ? 作为函数返回的结果。在这种情况下,全局变量 optopt 返回出现错误的选项字符(即,未能识别出来的或缺少参数的那个选项)。
全局变量 opterr 可用来禁止显示由 getopt() 打印出的错误消息。默认情况下,这个变量被设为1。如果我们将它设为0,那么 getopt() 将不再打印错误消息,而是表现的如同上一条所描述的那样。程序可以通过检查函数返回值是否为?字符来判断是否出错, 并打印出用户自定义的错误消息。
此外,还有一种方法可以用来禁止显示错误消息。可以在参数 optstring 中将第一个字符指定为冒号(这么做会重载将 opterr 设为0的效果)。在这种情况下,错误上报的规则同将 opterr 设为0时一样,只是此时缺失参数的选项会通过函数返回冒号:来报告。如果需要的话,我们可以根据不同的返回值来区分这两类错误(未识别的选项,以及缺失参数的选项)。

optstring中的指定的内容的意义（例如getopt(argc, argv, "ab:c:de::");）

单个字符，表示选项
单个字符后接一个冒号：表示该选项后必须跟一个参数。参数紧跟在选项后或者以空格隔开。该参数的指针赋给optarg
单个字符后跟两个冒号，表示该选项后可以跟一个参数，也可以不跟。如果跟一个参数，参数必须紧跟在选项后不能以空格隔开。该参数的指针赋给optarg。（这个特性是GNU的扩张）。

getopt_long

#include <getopt.h>

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

getopt_long支持长选项的命令行解析，总体使用与getopt()类似。

参数longopts，其实是一个结构的实例：

struct option {
　　const char *name;
　　int has_arg;
　　int *flag;
　　int val;
};

结构中的元素解释如下：

const char *name：选项名，前面没有短横线。譬如"help"、"verbose"之类。
int has_arg：描述长选项是否有选项参数，如果有，是哪种类型的参数，其值见下表:
- no_argument 0 选项没有参数
- required_argument 1 选项需要参数
- optional_argument 2 选项参数是可选的
int *flag：
- 如果该指针为NULL，那么getopt_long返回val字段的值；
- 如果该指针不为NULL，那么会使得它所指向的结构填入val字段的值，同时getopt_long返回0
int val：如果flag是NULL，那么val通常是个字符常量，如果短选项和长选项一致，那么该字符就应该与optstring中出现的这个选项的参数相同

最后一个参数：longindex参数一般赋为NULL即可；如果没有设置为NULL，那么它就指向一个变量，这个变量会被赋值为寻找到的长选项在longopts中的索引值，这可以用于错误诊断。

实例

当使用getopt()函数处理如下参数时：

./a.out -a -b -c url

-a、-b、-c是选项参数，url是非选项参数，选项参数的选项参数字符串中声明的。

当getopt()返回-1后：argv[optind]是第1个非选项参数，及url

optind的取值范围为 [1, argc-1]

参考

linux c解析命令行选项getopt、optarg、optind、opterr、optopt