使用getopt() 、getopt_long()、getopt_long_only()进行命令行处理

引言

在早期的 UNIX 中，其命令行环境（当时的唯一用户界面）包含着数十种小的文本处理工具。这些工具非常小，通常可很好地完成一项工作。这些工具通过较长的命令管道链接在一起，前面的程序将其输出传递给下一个程序以作为输入，整个过程由各种命令行选项和参数加以控制。

正是 UNIX 的这方面的特征使其成为了极为强大的处理基于本文的数据的环境，而这也是其在公司环境中的最初用途之一。在命令管道的一端输入一些文本，然后在另一端检索经过处理的输出。

命令行选项和参数控制 UNIX 程序，告知它们如何动作。作为开发人员，您要负责从传递给您程序的 main() 函数的命令行发现用户的意图。本文将演示如何使用标准 getopt() 和 getopt_long() 函数来简化命令行处理工作，并讨论了一项用于跟踪命令行选项的技术。

开始之前

本文包含的示例代码（请参见下载）是使用 C 开发工具（C Development Tooling，CDT）在 Eclipse 3.1 中编写的；getopt_demo和 getopt_long_demo 项目是 Managed Make 项目，均使用 CDT 的程序生成规则构建。在项目中没有包含 Makefile，如果需要在 Eclipse 外编译代码，可以自己方便地生成一个。

如果尚未尝试过 Eclipse（请参阅参考资料），真的应该尝试一下——这是一个优秀的集成开发环境（integrated development environment，IDE），其每个新版本都有较大的提升。这是来自“强硬派” EMACS 和 Makefile 开发人员的作品。

命令行

在编写新程序时，首先遇到的障碍之一就是如何处理控制其行为的命令行参数。这包括从命令行传递给您程序的 main() 函数的一个整数计数（通常名为 argc）和一个指向字符串的指针数组（通常名为 argv）.可以采用两种实质一样的方式声明标注 main() 函数，如清单 1 中所示。

清单 1. 声明 main() 函数的两种方式

int main( int argc, char *argv[] );

int main( int argc, char **argv );

第一种方式使用的是指向 char 指针数组，现在似乎很流行这种方式，比第二种方式（其指针指向多个指向 char 的指针）略微清楚一些。由于某些原因，我使用第二种方式的时间更多一些，这可能源于我在高中时艰难学习 C 指针的经历。对于所有的用途和目的，这两种方法都是一样的，因此可以使用其中您自己最喜欢的方式。

当 C 运行时库的程序启动代码调用您的 main() 时，已经对命令行进行了处理。argc 参数包含参数的计数值，而 argv 包含指向这些参数的指针数组。对于 C 运行时库，arguments 是程序的名称，程序名后的任何内容都应该使用空格加以分隔。

例如，如果使用参数 -v bar www.ibm.com 运行一个名为 foo 程序，您的 argc 将设置为 4，argv 的设置情况将如清单 2 中所示。

清单 2. argv 的内容

argv[0] - foo

argv[1] - -v

argv[2] - bar

argv[3] - www.ibm.com

一个程序仅有一组命令行参数，因此我要将此信息存储在记录选项和设置的全局结构中。对程序有意义的要跟踪的任何内容都可以记录到此结构中，我将使用结构来帮助减少全局变量的数量。正如我在网络服务设计文章（请参阅参考资料）所提到的，全局变量非常不适合用于线程化编程中，因此要谨慎使用。

示例代码将演示一个假想的 doc2html 程序的命令行处理。该 doc2html 程序将某种类型的文档转换为 HTML，具体由用户指定的命令行选项控制。它支持以下选项：

-I——不创建关键字索引。

-l lang——转换为使用语言代码 lang 指定的语言。

-o outfile.html——将经过转换的文档写入到 outfile.html，而不是打印到标准输出。

-v——进行转换时提供详细信息；可以多次指定，以提高诊断级别。

将使用其他文件名称来作为输入文档。

您还将支持 -h 和 -?，以打印帮助消息来提示各个选项的用途。

简单命令行处理： getopt()

getopt() 函数位于 unistd.h 系统头文件中，其原型如清单 3 中所示：

清单 3. getopt() 原型

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

（编辑：源码网）

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