C语言getopt()的8个用法

本文主要是介绍C语言getopt()的8个用法，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

• 概况
• 例子1
• 例子2
• 例子3
• 例子4
• 例子5
• 例子6
• 例子7
• 例子8

概况

做 CSAPP 的 CacheLab 的第一个门槛是学习使用 getopt() 函数。它是 Linux 下的函数，Windows 先不考虑了。

查询 getopt 用法的“官方”步骤是看 man 手册：

man 3 getopt

不过这手册看的让人头晕，还是写几个例子，分解开来逐一击破吧！
写了8个例子，每个例子都有对应注释和示例用法；也可以在 main 函数中把 argc 和 argv 传递过去，分别调用和尝试！

int main(int argc, char** argv)
{
    //printf("opterr = %d\n", opterr);

    //opt_example1(argc, argv);
    //opt_example2(argc, argv);
    //opt_example3(argc, argv);
    //opt_example4(argc, argv);
    //opt_example5(argc, argv);
    //opt_example6(argc, argv);
    //opt_example7(argc, argv);
    opt_example8(argc, argv);

    return 0;
}

例子1

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

// -a 选项后面一定要有参数，参数和选项之间可以有空格，也可以没空格。解析出的参数放在 optarg 变量里。
// examples:
// ./a.out -a 6
// ./a.out -a6
// ./a.out -a s
// 参数也可以用引号包裹起来，这样可以包含空格.
// ./a.out -a "s b"
// ./a.out -a"s b"
void opt_example1(int argc, char** argv)
{
    const char* optstr = "a:";
    char ch;
    while ( (ch = getopt(argc, argv, optstr)) != -1 )
    {
        switch (ch) {
            case 'a':
                printf("have option: -a\n");
                printf("the argument of -a is %s\n", optarg);
                break;
        }
    }
}

例子2

// -b 选项后面可以有参数，也可以没有参数。但是有参数情况下，必须有空格。若没有空格，得到的参数是 null
// examples:
// ./a.out -b
// ./a.out -b hello
void opt_example2(int argc, char** argv)
{
    const char* optstr = "b::";
    char ch;
    while ( (ch = getopt(argc, argv, optstr)) != -1 )
    {
        switch (ch) {
            case 'b':
                printf("have option: -b\n");
                printf("the argument of -b is %s\n", optarg);
                break;
        }
    }
}

例子3

// -c 选项后面不能有参数。如果有参数，会被当成别的选项. 打印 optarg 得到 null
// examples:
// ./a.out -c
void opt_example3(int argc, char** argv)
{
    const char* optstr = "c";
    char ch;
    while ( (ch = getopt(argc, argv, optstr)) != -1 )
    {
        switch (ch) {
            case 'c':
                printf("have option: -c\n");
                printf("the argument of -c is %s\n", optarg);
                break;
        }
    }
}

例子4

// -c 选项和 -d 选项可以合并
// examples:
// ./a.out -c -d
// ./a.out -d -c
// ./a.out -cd
// ./a.out -dc
void opt_example4(int argc, char** argv)
{
    const char* optstr = "cd";
    char ch;
    while ( (ch = getopt(argc, argv, optstr)) != -1 )
    {
        switch (ch) {
            case 'c':
                printf("have option: -c\n");
                printf("the argument of -c is %s\n", optarg);
                break;
            case 'd':
                printf("have option: -d\n");
                printf("the argument of -d is %s\n", optarg);
                break;
        }
    }
}

例子5

// argv 中不以 "-" 开头的、并且不是跟在选项后面的，不会被 getopt() 解析
// 不被解析意味着， 调用 getopt() 之后会改变 argv 的元素顺序， 被解析的 选项+参数 们 在前，没被解析的在后
// examples:
// ./a.out shenme -a hello -b world
//     新版 argv 会是 ./a.out -a hello -b world shenme
// ./a.out -a hello shenme -b world
//     新版 argv 会是 ./a.out -a hello -b world shenme
// 被解析的选项们的顺序是不会被改变的. 如果没空格，也不会被更细出空格
// ./a.out shenme -b world -a hello
//     新版 argv 会是 ./a.out -b world -a hello shenme
// ./a.out shenme -bworld -a hello
//     新版 argv 会是 ./a.out -bworld -a hello shenme
// 调用 getopt() 后， optind 会指向第一个非选项和参数的位置
void opt_example5(int argc, char** argv)
{
    printf("original argv is:");
    for (int i = 0; i < argc; i++)
    {
        printf(" %s", argv[i]);
    }
    printf("\n");

    char ch;
    const char* optstr = "a:b:c:";
    while( (ch = getopt(argc, argv, optstr)) != -1 )
    {
        switch(ch)
        {
        case 'a':
            break;
        case 'b':
            break;
        }
    }

    printf("after getopt, argv is:");
    for (int i = 0; i < argc; i++)
    {
        printf(" %s", argv[i]);
    }
    printf("\n");

    printf("and now, optind = %d, argv[%d] = %s\n",
        optind, optind, argv[optind]);
}

例子6

// 利用 optind 判断是否输出了指定选项和参数外的参数
// 若只输入了符合 optstr 的 argv， 则 optind 小于 argc
// 若输入了额外的参数， 则 optind 等于 argc
// examples:
// ./a.out -a hello world
//    输出: 
// optind = 3, argv[3] = world
// you have entered extra arguments: world
//
// ./a.out -a 0 hello world
//    输出:
// optind = 3, argv[3] = hello
// you have entered extra arguments: hello world
void opt_example6(int argc, char** argv)
{
    char ch;
    const char* optstr = "a:b:c:";
    while( (ch = getopt(argc, argv, optstr)) != -1 )
    {
        switch(ch)
        {
        case 'a':
            break;
        case 'b':
            break;
        }
    }

    printf("optind = %d, argv[%d] = %s\n",
        optind, optind, argv[optind]);

    if (optind < argc)
    {
        printf("you have entered extra arguments:");
        for (int i = optind; i < argc; i++)
        {
            printf(" %s", argv[i]);
        }
        printf("\n");
    }
}

例子7

// argv 可能包含 getopt() 无法解析的选项，也就是不在 optstr 中的选项
// 这样的选项，对应到 getopt() 返回 `?` , 可以设置为打印help信息
// examples:
// ./a.out -s
//   输出
// ./a.out: invalid option -- 's'
// Usage: ./a.out -a <a_arg> -b <b_arg>
void opt_example7(int argc, char** argv)
{
    char ch;
    const char* optstr = "a:b:c:";
    while( (ch = getopt(argc, argv, optstr)) != -1 )
    {
        switch(ch)
        {
        case 'a':
            break;
        case 'b':
            break;
        case '?':
            printf("Usage: %s -a <a_arg> -b <b_arg>\n", argv[0]);
        }
    }
}

例子8

void help_and_die(char* argv0)
{
    printf("Usage: %s [-hv] -s <num> -E <num> -b <num> -t <file>\n", argv0);
    printf("Options:\n");
    printf("  -h         Print this help message.\n");
    printf("  -v         Optional verbose flag.\n");
    printf("  -s <num>   Number of set index bits.\n");
    printf("  -E <num>   Number of lines per set.\n");
    printf("  -b <num>   Number of block offset bits.\n");
    printf("  -t <file>  Trace file.\n");
    printf("\n");
    printf("Examples:\n");
    printf("  linux>  %s -s 4 -E 1 -b 4 -t traces/yi.trace\n", argv0);
    printf("  linux>  %s -v -s 8 -E 2 -b 4 -t traces/yi.trace\n", argv0);

    exit(0);
}

// CSAPP CacheLab 的例子，模拟 csim-ref 的参数解析
void opt_example8(int argc, char* argv[])
{
    const char* optstr = "hvs:E:b:t:";
    char ch;

    bool verbose = false;
    int s = -1;
    int E = -1;
    int b = -1;
    int t = -1;
    while( (ch = getopt(argc, argv, optstr)) != -1 )
    {
        switch (ch)
        {
        case 'h':
            help_and_die(argv[0]);
            exit(0);
            break;
        case 'v':
            verbose = true;
            break;
        case 's':
            s = atoi(optarg);
            break;
        case 'E':
            E = atoi(optarg);
            break;
        case 'b':
            b = atoi(optarg);
            break;
        case 't':
            t = atoi(optarg);
            break;
        case '?':
            help_and_die(argv[0]);
            break;
        }
    }

    if (optind == 1)
    {
        printf("%s: Missing required command line argument\n", argv[0]);
        help_and_die(argv[0]);
    }
}

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