GNU提供的getopt()函数的特点

上面所设计的getopt()函数是UNIX支持小组提供的，其执行时一碰到不以'-'开始的 命令行参数就停止寻找选项。而GNU提供的getopt()函数与之不同，它会扫描整个命令行来寻找选项。当调用GNU getopt()函数并处理命令行参数的时候，它重新排列argv中的元素，这样当重排结束时，所有选项都被移动到前面并且那些继续检查argv [optind]至argv[argc-1]中剩余参数的代码仍正常工作，但在任何情况下，碰到特殊参数'--'就结束对选项的扫描。

可以输入一个乱序的命令行，查看opt_parse_demo的输出：

$ ./opt_parse_demo -l forever a b c d -g -n
Our love is forever
Her name is Xxiong.
My name is Lyong.

GNU getopt()第二个特点是可以在optstring中使用特殊的首字符改变getopt()的默认行为：

• optstring[0] = '+'，这样就与UNIX支持小组提供的getopt()很相近了。
• optstring[0] = '-'，会在optarg中得到命令行中的每个参数。
• 以上两种情况下，':'可以作为第二个字符使用。

GNU getopt()第三个特点是optstring中的选项字符后面接两个冒号，就允许该选项有可选的选项参数。在选项参数不存在的情况下，GNU getopt()返回选项字符并将optarg设置为NULL。

8、GNU长选项命令行解析

20 世纪 90 年代，UNIX 应用程序开始支持长选项，即一对短横线、一个描述性选项名称，还可以包含一个使用等号连接到选项的参数。

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 <getopt.h>

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：

const char *name

这是选项名，前面没有短横线。譬如"help"、"verbose"之类。

int has_arg

描述了选项是否有选项参数。如果有，是哪种类型的参数，此时，它的值一定是下表中的一个。

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

int *flag

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。

int val

这个值是发现了长选项时的返回值，或者flag不 是NULL时载入*flag中的值。典型情况下，若flag不是NULL，那么val是个真／假值，譬如1或0；另一方面，如果flag是NULL，那么 val通常是字符常量，若长选项与短选项一致，那么该字符常量应该与optstring中出现的这个选项的参数相同。

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。

清单5：

＃i nclude <stdio.h>
＃i nclude <getopt.h>

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。

清单6：

＃i nclude <stdio.h>
＃i nclude <getopt.h>

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!

9、在LINUX之外的系统平台上使用GNU getopt()或getopt_long()

只 要从GNU程序或GNU C Library(GLIBC)的CVS档案文件中copy源文件即可（http://sourceware.org/glibc/）。所需源文件是 getopt.h、getopt.c和getoptl.c，将这些文件包含在你的项目中。另外，你的项目中最好也将COPYING.LIB文件包含进去， 因为GNU LGPL（GNU 程序库公共许可证）的内容全部包括在命名为COPYING.LIB 的文件中。

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。

参考资料

• 使用getopt()进行命令行处理   Chris Herborth ([e-mail]).
• Linux Programming by Example Arnold Robbins.