getopt函数、optind等变量使用详解

最近在学习《Unix网络编程》vol2时，发现书中例子经常使用一个命令行解析getopt函数，因为函数声明比较特别，根据自己摸索，遂总结出使用方法。

1. getopt函数的声明

该函数是由Unix标准库提供的函数，查看命令man 3 getopt

#include <unistd.h>int getopt(int argc, char * const argv[], const char *optstring);extern char *optarg;
extern int optind, opterr, optopt;

getopt函数的参数：

• 参数argc和argv：通常是从main的参数直接传递而来，argc是参数的数量，argv是一个常量字符串数组的地址。
• 参数optstring：一个包含正确选项字符的字符串，如果一个字符后面有冒号，那么这个选项在传递参数时就需要跟着一个参数。

外部变量：

• char *optarg：如果有参数，则包含当前选项参数字符串
• int optind：argv的当前索引值。当getopt函数在while循环中使用时，剩下的字符串为操作数，下标从optind到argc-1。
• int opterr：这个变量非零时，getopt()函数为“无效选项”和“缺少参数选项，并输出其错误信息。
• int optopt：当发现无效选项字符之时，getopt()函数或返回 \’ ? \’ 字符，或返回字符 \’ : \’ ，并且optopt包含了所发现的无效选项字符。

根据下面的程序理解这四个参数：

2. getopt函数的使用

在man 3 getopt给出了该函数的例子

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main(int argc, char *argv[])
{int flags = 0, opt;int nsecs = 0, tfnd = 0;while((opt = getopt(argc, argv, "nt:")) != -1) {switch (opt) {case 'n':flags = 1;break;case 't':nsecs = atoi(optarg);tfnd = 1;break;default:printf("optopt = %c\n", (char)optopt);printf("opterr = %d\n", opterr);fprintf(stderr, "usage: %s [-t nsecs] [-n] name\n", argv[0]);exit(EXIT_FAILURE);} }printf("flags = %d; tfnd = %d; nsecs = %d; optind = %d\n", flags, tfnd, nsecs, optind);printf("optind = %d\n", optind);printf("argc = %d\n", argc);
#if 1 if(optind >= argc) {fprintf(stderr, "Expected argument after options\n"); exit(1);}
#endifprintf("name argument = %s\n", argv[optind]);/* Other code omitted */return 0;
}

• getopt函数的第三个字符串参数 “nt:”：在man page中这样解释：-n, with no associated value; and -t val, which expects an associated value。中文意思为：-n 不用一个关联值；-t 需要有一个关联的value参数。

运行结果：

➜  test ./a.out -a  name    //首先 -a 是一个非法的选项
./a.out: invalid option -- 'a'  //输出错误信息，因为非法选项
optind = 2  //此时argv[optind]是我们的操作数，也就是我们传递给主函数的参数
optopt = a  //当发现无效项字符时，optopt会包含该字符，正如我们传递的‘a’这个无效项。
opterr = 1  //opterr变量非零，getopt()函数为“无效选项”和“缺少参数选项，并输出其错误信息。
usage: ./a.out [-t nsecs] [-n] name

再次运行：

➜  test ./a.out -t        //根据getopt函数的第三个参数，因为‘t’字符后有‘:’冒号，因此在‘-t’选项后需要跟随一个参数。因此此次运行的错误为“缺少参数”，如下提示：
./a.out: option requires an argument -- 't' //输出了错误信息，因为“缺少参数”
optind = 2  //argv[optind]为空，因为此次运行没有传递参数
optopt = t  //当发现无效项字符时，optopt会包含该字符，正如我们传递的‘t’缺少参数的选项。
opterr = 1  //opterr变量非零，getopt()函数为“无效选项”和“缺少参数“选项，并输出其错误信息。
usage: ./a.out [-t nsecs] [-n] name

再次运行：

➜  test ./a.out -t 123 -n     //此时，根据字符串”-nt:“应该得知，-t 后应加参数，-n不用加
flags = 1; tfnd = 1; nsecs = 123; optind = 4    //在switch语句中将flags=1，tfnd=1，因为optarg变量保存这当前选项参数的字符串，因此此时optarg保存的是‘-t’参数的参数并用atoi函数转称整数，因此nsecs=123。
optind = 4  //argv[optind]为空，因为没有向主函数传递参数
argc = 4    //一共四个字符串
Expected argument after options //该程序希望我们至少传递一个参数，因此在if语句中退出。

再次运行：

➜  test ./a.out -t 123 -n hello //‘-t’后加参数，‘-n’不用加，向main函数传递参数叫hello
flags = 1; tfnd = 1; nsecs = 123; optind = 4
optind = 4  //argv[optind] = ”hello“
argc = 5    //五个字符串
name argument = hello   //打印参数name argument= hello

其实可以传递多个参数（如果需要，因为此函数只打印第一个参数），例如：

➜  test ./a.out -t 123 -n hello world hello C
optind = 3
optind = 4
flags = 1; tfnd = 1; nsecs = 123; optind = 4
optind = 4
argc = 8
name argument = hello