使用 getopt() 进行命令行处理

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] - http://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 );

给定了命令参数的数量 (

argc

)、指向这些参数的数组 (

argv

) 和选项字符串 (

optstring

) 后，

getopt()

将返回第一个选项，并设置一些全局变量。使用相同的参数再次调用该函数时，它将返回下一个选项，并设置相应的全局变量。如果不再有识别到的选项，将返回

-1

，此任务就完成了。

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

——最后一个已知选项。

对于每个选项，选项字符串 (

optstring

) 中都包含一个对应的字符。具有参数的选项（如示例中的

-l

和

-o

选项）后面跟有一个

:

字符。示例所使用的

optstring

为

Il:o:vh?

（前面提到，还要支持最后两个用于打印程序的使用方法消息的选项）。

可以重复调用

getopt()

，直到其返回

-1

为止；任何剩下的命令行参数通常视为文件名或程序相应的其他内容。

getopt()

的使用

让我们对 getopt_demo 项目的代码进行一下深入分析；为了方便起见，我在此处将此代码拆分为多个部分，但您可以在可下载源代码部分获得完整的代码（请参见下载）。

在清单 4 中，可以看到系统演示程序所使用的系统头文件；标准

stdio.h

提供标准 I/O 函数原型，

stdlib.h

提供

EXIT_SUCCESS

和

EXIT_FAILURE

，

unistd.h

提供

getopt()

。

清单 4. 系统头文件

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h>

清单 5 显示了我所创建的

globalArgs

结构，用于以合理的方式存储命令行选项。由于这是个全局变量，程序中任何位置的代码都可以访问这些变量，以确定是否创建关键字索引、生成何种语言等等事项。最好让

main()

函数外的代码将此结构视为一个常量、只读存储区，因为程序的任何部分都可以依赖于其内容。

每个命令行选择都有一个对应的选项，而其他变量用于存储输出文件名、指向输入文件列表的指针和输入文件数量。