分类： C/C++
2011-03-28 14:07:04
Linux系统下，需要大量的命令行选项，如果自己手动解析他们的话实在是有违软件复用的思想，不过还好，GNU C library留给我们一个解析命令行的接口(X/Open规范)，好好使用它可以使你的程序改观不少。
使用getopt_long()需要引入头文件
#include
现在我们使用一个例子来说明它的使用。
一个应用程序需要如下的短选项和长选项。
短选项 长选项
作用
-h
--help 输出程序命令行参数说明然后退出
-o filename
--output filename 给定输出文件名
-v
--version 显示程序当前版本后退后
为了使用getopt_long函数，我们需要先确定两个结构：
1.一个字符串，包括所需要的短选项字符，如果选项后有参数，字符后加一个":"符号。本例中，这个字符串应该为"ho:v"。(因为-o后面有参数filename，所以字符后面要加":")
2.一个包含长选项字符串的结构体数组，每一个结构体包含4个域，第一个域为长选项字符串，第二个域是一个标识，只能为0或1，分别代表没有、有。第三个域永远为NULL。第四个域为对应的短选项字符串。结构体数组的最后一个元素全部为NULL和0，标识结束。在本例中，它应该像一下的样子：
const struct option long_options[] = {
{
"help", 0, NULL, 'h' },
{ "output", 1, NULL, 'o'
},
{ "version", 0, NULL, 'v' },
{ NULL, 0,
NULL, 0}
};
调用时需要把main的两个参数argc和argv以及上述两个数据结构传给getopt_long。
每次调用getopt_long，它会解析一个符号，返回相应的短选项字符，如果解析完毕返回－1。所以需要使用一个循环来处理所有的参数，而相应的循环里会使用switch语句进行选择。如果getopt_long遇到一个无效的选项字符，它会打印一个错误消息并且返回'?'，很多程序会打印出帮助信息并且中止运行；当getopt_long解析到一个长选项并且发现后面没有参数则返回':'，表示缺乏参数。当处理一个参数时，全局变量optarg指向下一个要处理的变量。当getopt_long处理完所有的选项后，全局变量optind指向第一个未知的选项索引。
GNU提供了getopt-long()和getopt-long-only()函数支持长选项的命令行解析，其中，后者的长选项字串是以一个短横线开始的，而非一对短横线。
getopt_long()
是同时支持长选项和短选项的 getopt()
版本。下面是它们的声明：
| ＃i nclude
int getopt_long(int argc, char * const argv[], const char *optstring, const struct option *longopts, int *longindex); int getopt_long_only(int argc, char * const argv[],const char *optstring,const struct option *longopts, int *longindex); |
getopt_long
()的前三个参数与上面的getopt()相同，第4个参数是指向option结构的数组，option结构被称为“长选项表”。longindex参数如果没有设置为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。
option结构在getopt.h中的声明如下：
| struct option{ const char *name; int has_arg; int *flag; int val; }; |
对结构中的各元素解释如下：
| 符号常量 | 数值 | 含义 |
| no_argument | 0 | 选项没有参数 |
| required_argument | 1 | 选项需要参数 |
| optional_argument | 2 | 选项参数可选 |
每个长选项在长选项表中都有一个单独条目，该条目里需要填入正确的数值。数组中最后的元素的值应该全是0。数组不需要排序，getopt_long()会进行线性搜索。但是，根据长名字来排序会使程序员读起来更容易。
以上所说的flag和val的用法看上去有点混乱，但它们很有实用价值，因此有必要搞透彻了。
大部分时候，程序员会根据getopt_long()发现的选项，在选项处理过程中要设置一些标记变量，譬如在使用getopt()时，经常做出如下的程序格式：
| int do_name, do_gf_name, do_love;
/*标记变量*/ char *b_opt_arg; while((c = getopt(argc, argv, ":ngl:")) != -1) { switch (c){ case 'n': do_name = 1; case 'g': do_gf_name = 1; break; break; case 'l': b_opt_arg = optarg; …… } } |
当flag 不为NULL时，getopt_long*()会为你设置标记变量。也就是说上面的代码中，关于选项'n'、'l'的处理，只是设置一些标记，如果 flag不为NULL,时，getopt_long()可以自动为各选项所对应的标记变量设置标记，这样就能够将上面的switch语句中的两种种情况减少到了一种。下面给出一个长选项表以及相应处理代码的例子。
| ＃i nclude ＃i nclude int do_name, do_gf_name; char *l_opt_arg; struct option longopts[] = { { "name", no_argument, &do_name, 1 }, { "gf_name", no_argument, &do_gf_name, 1 }, { "love", required_argument, NULL, 'l' }, { 0, 0, 0, 0}, }; int main(int argc, char *argv[]) { int c; while((c = getopt_long(argc, argv, ":l:", longopts, NULL)) != -1){ switch (c){ case 'l': l_opt_arg = optarg; printf("Our love is %s!\n", l_opt_arg); break; case 0: printf("getopt_long()设置变量 : do_name = %d\n", do_name); printf("getopt_long()设置变量 : do_gf_name = %d\n", do_gf_name); break; } } return 0; } |
在进行测试之前，再来回顾一下有关option结构中的指针flag的说明吧。
| 如果这个指针为NULL，那么getopt_long()返回该结构val字段中的数值。如果该指针不为NULL，getopt_long()会使得它所指向的变量中填入val字段中的数值，并且getopt_long()返回0。如果flag不是NULL，但未发现长选项，那么它所指向的变量的数值不变。 |
下面测试一下：
| $ ./long_opt_demo
--name getopt_long()设置变量 : do_name = 1 getopt_long()设置变量 : do_gf_name = 0 $ ./long_opt_demo --gf_name getopt_long()设置变量 : do_name = 0 getopt_long()设置变量 : do_gf_name = 1 $ ./long_opt_demo --love forever Our love is forever! $ ./long_opt_demo -l forever Our love is forever! |
测试过后，应该有所感触了。关于flag和val的讨论到此为止。下面总结一下get_long()的各种返回值的含义：
| 返回值 | 含 义 |
| 0 | getopt_long()设置一个标志，它的值与option结构中的val字段的值一样 |
| 1 | 每碰到一个命令行参数，optarg都会记录它 |
| '?' | 无效选项 |
| ':' | 缺少选项参数 |
| 'x' | 选项字符'x' |
| -1 | 选项解析结束 |
从实用的角度来说，我们更期望每个长选项都对应一个短选项，这种情况下，在option结构中，只要将flag设置为NULL，并将val设置为长选项所对应的短选项字符即可。譬如上面清单5中的程序，修改如下。
| ＃i nclude ＃i nclude int do_name, do_gf_name; char *l_opt_arg; struct option longopts[] = { { "name", no_argument, NULL, 'n' }, { "gf_name", no_argument, NULL, 'g' }, { "love", required_argument, NULL, 'l' }, { 0, 0, 0, 0}, }; int main(int argc, char *argv[]) { int c; while((c = getopt_long(argc, argv, ":l:", longopts, NULL)) != -1){ switch (c){ case 'n': printf("My name is LYR.\n"); break; case 'g': printf("Her name is BX.\n"); break; case 'l': l_opt_arg = optarg; printf("Our love is %s!\n", l_opt_arg); break; } } return 0; } |
测试结果如下：
| $ ./long_opt_demo --name --gf_name --love
forever My name is LYR. Her name is BX. Our love is forever! $ ./long_opt_demo -ng -l forever My name is LYR. Her name is BX. Our love is forever! |
10、结论
程序需要能够快速处理各个选项和参数，且要求不会浪费开发人员的太多时间。在这一点上，无论是GUI(图形用户交互）程序还是CUI（命令行交互）程序，都是其首要任务，其区别仅在于实现方式的不同。GUI通过菜单、对话框之类的图形控件来完成交互，而CUI使用了纯文本的交互方式。在程序开发中，许多测试程序用CUI来完成是首选方案。getopt()
函数是一个标准库调用，可允许您使用直接的 while/switch 语句方便地逐个处理命令行参数和检测选项（带或不带附加的参数）。与其类似的
getopt_long()
允许在几乎不进行额外工作的情况下处理更具描述性的长选项，这非常受开发人员的欢迎。
