C语言中getopt()函数

在Linux中，用命令行执行可执行文件时可能会涉及到给其加入不同的参数的问题，例如：

./a.out -a1234 -b432 -c -d

程序会根据读取的参数执行相应的操作，在C语言中，这个功能一般是靠getopt()这个函数，结合switch语句来完成的，首先来看下面的代码:

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

int main(int argc,char *argv[])
{
  int ch;
  opterr=0;
  
  while((ch=getopt(argc,argv,"a:b::cde"))!=-1)
  {
    printf("optind:%d\n",optind);
    printf("optarg:%s\n",optarg);
    printf("ch:%c\n",ch);
    switch(ch)
    {
      case 'a':
        printf("option a:'%s'\n",optarg);
        break;
      case 'b':
        printf("option b:'%s'\n",optarg);
        break;
      case 'c':
        printf("option c\n");
        break;
      case 'd':
        printf("option d\n");
        break;
      case 'e':
        printf("option e\n");
        break;
      default:
        printf("other option:%c\n",ch);
    }
    printf("optopt+%c\n",optopt);
  }

}    

用gcc编译后，在终端行执行以上的命令：

./a.out -a1234 -b432 -c -d

则会有如下的输出：

optind:2
optarg:1234
ch:a
option a:'1234'
optopt+
optind:3
optarg:432
ch:b
option b:'432'
optopt+
optind:4
optarg:(null)
ch:c
option c
optopt+
optind:5
optarg:(null)
ch:d
option d
optopt+

要理解getopt()函数的作用，首先要清楚带参数的main()函数的使用:
main(int argc,char *argv[])中的argc是一个整型，argv是一个指针数组，argc记录argv的大小。上面的例子中。
argc=5;
argv[0]=./a.out
argv[1]=-a1234
argv[2]=-b432
argv[3]=-c
argv[4]=-d
getopt()函数的原型为getopt(int argc,char *const argv[],const char *optstring)。
其中argc和argv一般就将main函数的那两个参数原样传入。
optstring是一段自己规定的选项串，例如本例中的"a:b::cde",表示可以有，-a,-b,-c,-d,-e这几个参数。
“:”表示必须该选项带有额外的参数，全域变量optarg会指向此额外参数，“::”标识该额外的参数可选(有些Uinx可能不支持“::”）。
全域变量optind指示下一个要读取的参数在argv中的位置。
如果getopt()找不到符合的参数则会印出错信息，并将全域变量optopt设为“?”字符。

如果不希望getopt()印出错信息，则只要将全域变量opterr设为0即可。

变量函数原型：
        extern char *optarg; 
        extern int optind,  // 初始化值为1，下一次调用getopt时，从optind存储的位置重新开始检查选项。 
        extern int opterr,  // 初始化值为1，当opterr=0时，getopt不向stderr输出错误信息。
        extern int optopt;  // 当命令行选项字符不包括在optstring中或者选项缺少必要的参数时，
                                    // 该选项存储在optopt中， getopt返回'？’。
        int getopt(int argc, char * const argv[], const char *optstring);

optarg和optind是两个最重要的external 变量。optarg是指向参数的指针（当然这只针对有参数的选项）；optind是argv[]数组的索引，众所周知，argv[0]是函数名称，所有参数从argv[1]开始，所以optind被初始化设置指为1。        每调用一次getopt()函数，返回一个选项，如果该选项有参数，则optarg指向该参数。 在命令行选项参数再也检查不到optstring中包含的选项时，返回-1

函数getopt()有三个参数，argc和argv[]应该不需要多说，下面说一下字符串optstring，它是作为选项的字符串的列表。

        函数getopt()认为optstring中，以'-’开头的字符（注意！不是字符串！！）就是命令行参数选项，有的参数选项后面可以跟参数值。optstring中的格式规范如下：
1) 单个字符，表示选项，
2) 单个字符后接一个冒号”:”，表示该选项后必须跟一个参数值。参数紧跟在选项后或者以空格隔开。该参数的指针赋给optarg。
3) 单个字符后跟两个冒号”::”，表示该选项后必须跟一个参数。参数必须紧跟在选项后不能以空格隔开。该参数的指针赋给optarg。（这个特性是GNU的扩张）。

        例如optstring="ab:c::d::"，程序名称为test.ext，在命令行下运行该程序：

        test.exe -a -b host -ckeke -d haha

        在这个命令行参数中，-a和-h就是选项元素，去掉'-'，a,b,c就是选项。host是b的参数，keke是c的参数。但haha并不是d的参数，因为它们中间有空格隔开。所以上面的命令行调用会出错。

默认情况下getopt会重新排列命令行参数的顺序，所以到最后所有不包含选项的命令行参数都排到最后。例如：

        test.exe -a ima -b host -ckeke -d haha

        最后命令行参数的顺序是： -a -b host -ckeke -d ima haha
        如果optstring中的字符串以'+'加号开头或者环境变量POSIXLY_CORRE被设置。那么一遇到不包含选项的命令行参数，getopt就会停止，返回-1。

    对getopt()函数的使用，通常用一个循环，不断的调用它，获得其参数选项以及参数值（如果有的话），直到取完最后一个命令行参数（getopt()函数返回值为-1）。并且，为了防止用户不按照要求进行命令行输入，会设计一个help选项，以告知用户如何使用命令行运行该程序）。