Базовая обработка командной строки

 

Программа на С получает доступ к своим аргументам командной строки через параметры и. Параметр является целым, указывающим число имеющихся аргументов, включая имя команды. Есть два обычных способа определения, отличающихся способом объявления:

 

 

Практически между двумя этими объявлениями нет разницы, хотя первое концептуально более понятно: является массивом указателей на символы. А второе определение технически более корректно, это то, что мы используем. На рис. 2.2 изображена эта ситуация.

Рис. 2.2. Память для

По соглашению, является именем программы. (Детали см. в разделе 9.1.4.3. «Имена программ и».) Последующие элементы являются аргументами командной строки. Последним элементом массива является указатель.

 указывает, сколько имеется аргументов; поскольку в С индексы отсчитываются с нуля, выражение '' всегда верно. Из‑за этого, особенно в коде для Unix, вы увидите различные способы проверки окончания списка аргументов, такие, как цикл с проверкой, что счетчик превысил, или '', или '' и т.д. Они все эквивалентны.

 

Программа V7

 

Возможно, простейшим примером обработки командной строки является программа V7 печатающая свои аргументы в стандартный вывод, разделяя их пробелами и завершая символом конца строки. Если первым аргументом является, завершающий символ новой строки опускается. (Это используется для приглашений из сценариев оболочки.) Вот код[28]:

 

Всего 23 строки! Здесь есть два интересных момента. Во‑первых, уменьшение и одновременное увеличение (строки 12 и 13) являются обычным способом пропуска начальных аргументов. Во‑вторых, проверка наличия (строка 10) является упрощением. также работает. (Откомпилируйте и проверьте это!)

Ручной разбор опций обычен для кода V7, поскольку функция не была еще придумана.

Наконец, здесь и в других местах по всей книге, мы видим использование ключевого слова register. Одно время это ключевое слово давало компилятору подсказку, что данная переменная должна по возможности размещаться в регистре процессора. Теперь это ключевое слово устарело; современные компиляторы все основывают размещение переменных в регистрах на анализе исходного кода, игнорируя ключевое слово. Мы решили оставить использующий это слово код, как есть, но вы должны знать, что оно больше не имеет реального применения.[29]

 

 

Разбор опций: и

 

Примерно в 1980‑х группа поддержки Unix для System III в AT&T заметила, что каждая программа Unix использовала для разбора аргументов свои собственные методики. Чтобы облегчить работу пользователей и программистов, они разработали большинство из перечисленных ранее соглашений. (Хотя изложение в System III справки для intro (1) значительно менее формально, чем в стандарте POSIX.)

Группа поддержки Unix разработала также функцию, вместе с несколькими внешними переменными, чтобы упростить написание кода, придерживающегося стандартных соглашений. Функция GNU предоставляет совместимую с версию, а также упрощает разбор длинных опций в описанной ранее форме.

 

Опции с одним символом

 

Функция объявлена следующим образом:

 

Аргументы и обычно передаются непосредственно от. является строкой символов опций. Если за какой‑либо буквой в строке следует двоеточие, эта опция ожидает наличия аргумента.

Для использования вызывайте ее повторно из цикла до тех пор, пока она не вернет. Каждый раз, обнаружив действительный символ опции, функция возвращает этот символ. Если опция принимает аргумент, указатель на него помещается в переменную. Рассмотрим программу, принимающую опцию без аргумента и опцию с аргументом:

 

 

В ходе работы устанавливает несколько переменных, контролирующих обработку ошибок:

 

Аргумент для опции, если она принимает аргумент.

 

Текущий индекс в. Когда цикл завершается, оставшиеся операнды находятся с по. (Помните, что ''.)

 

Когда эта переменная не равна нулю (значение по умолчанию), печатает свои собственные сообщения для недействительных опций или отсутствующих аргументов опций.

 

Когда находится недействительный символ опции, возвращает либо '', либо '' (см ниже), a содержит обнаруженный недействительный символ.

Люди есть люди, программы неизбежно будут иногда вызываться неправильно либо с недействительной опцией, либо с отсутствующим аргументом опции. Обычно в таких случаях выводит свои собственные сообщения и возвращает символ ''. Однако, вы можете изменить такое поведение двумя способами.

Во‑первых, записав 0 в перед вызовом, можно заставить не предпринимать при обнаружении проблем никаких действий.

Во‑вторых, если первый символ в является двоеточием, не предпринимает никаких действий и возвращает другой символ в зависимости от ошибки следующим образом:

Неверная опция

 возвращает '', a содержит неверный символ опции (Это обычное поведение).

Отсутствует аргумент опции

 возвращает ''. Если первый символ не является двоеточием, возвращает '', делая этот случай неотличимым от случая неверной опции.

Таким образом, помещение в качестве первого символа двоеточия является хорошей мыслью, поскольку это позволяет различать «неверную опцию» и «отсутствующий аргумент опции». Расплатой за это является то, что в этом случае также не предпринимает никаких действий, заставляя вас выводить собственные сообщения об ошибках. Вот предыдущий пример, на этот раз с обработкой ошибок:

 

 

Замечание о соглашениях по именованию флагов или опций: в большом количестве кода для Unix используются имена в виде для любого данного символа опции x (например, в V7; обычным является также). Это может быть замечательным для авторе программы, который без проверки документации знает, что означает опция x. Но это не подходит для кого‑то еще, кто пытается прочесть код и не знает наизусть значений всех символов опций. Гораздо лучше использовать имена, передающие смысл опции, как для опции echo.

 

GNU и порядок опций

 

Стандартная функция прекращает поиск опций, как только встречает аргумент командной строки, который не начинается с GNU отличается: она просматривает в поисках опций всю командную строку. По мере продвижения она переставляет элементы, так что после ее завершения все опции оказываются переставленными в начало, и код, продолжающий разбирать аргументы с до, работает правильно. Во всех случаях специальный аргумент '' завершает сканирование опций.

Вы можете изменить поведение по умолчанию, использовав в специальный первый символ следующим образом:

 

GNU ведет себя, как стандартная; она возвращает опции по мере их обнаружения, останавливаясь на первом аргументе, не являющемся опцией. Это работает также в том случае, если в окружении присутствует строка.

 

GNU возвращает каждый аргумент командной строки независимо от того, представляет он аргумент или нет. В этом случае для каждого такого аргумента функция возвращает целое 1, а указатель на соответствующую строку помещает в.

Как и для стандартной, если первым символом является '', GNU различает «неверную опцию» и «отсутствующий аргумент опции», возвращая соответственно '' или ''. Символ '' в может быть вторым символом, если первым символом является '' или ''.

Наконец, если за символом опции в следуют два двоеточия, эта опция может иметь необязательный аргумент. (Быстро повторите это три раза!) Такой аргумент считается присутствующим, если он находится в том же элементе, что и сама опция, и отсутствующим в противном случае. В случае отсутствия аргумента GNU возвращает символ опции, а в записывает NULL. Например, пусть имеем:

 

 

для, возвращаемое значение будет '', a указывает на «», тогда как для или '' возвращаемое значение будет все то же '', но в будет помещен NULL. В последнем случае «» представляет отдельный аргумент командной строки.

 

Длинные опции

 

Функция осуществляет разбор длинных опций в описанном ранее виде. Дополнительная процедура работает идентичным образом, но она используется для программ, в которых все опции являются длинными и начинаются с единичного символа ''. В остальных случаях обе функции работают точно так же, как более простая функция GNU. (Для краткости, везде, где мы говорим «», можно было бы сказать «и».) Вот объявления функций из справки getopt(3) GNU/Linux:

 

 

Первые три аргумента те же, что и в. Следующая опция является указателем на массив, который мы назовем таблицей длинных опций и который вскоре опишем. Параметр, если он не установлен в NULL, указывает на переменную, в которую помешается индекс обнаруженной длинной опции в. Это полезно, например, при диагностике ошибок.

 

Таблица длинных опций

 

Длинные опции описываются с помощью массива структур. Структура определена в; она выглядит следующим образом:

 

 

Элементы структуры следующие:

 

Это имя опции без предшествующих черточек, например, «» или «».

 

Переменная описывает, имеет ли длинная опция аргумент, и если да, какого вида этот аргумент. Значение должно быть одно из представленных в табл. 2.1. Макроподстановки являются некоторыми символическими именами для числовых значений, приведенных в таблице. Хотя числовые значения тоже работают, макроподстановки гораздо легче читать, и вы должны их использовать вместо соответствующих чисел в любом коде, который пишете.

 

Если этот указатель равен NULL, возвращает значение поля структуры. Если он не равен NULL, переменная, на которую он указывает, заполняется значением, a возвращает 0. Если не равен NULL, но длинная опция отсутствует, указанная переменная не изменяется.

 

Если длинная опция обнаружена, это возвращаемое значение или значение для загрузки в, если не равен NULL. Обычно, если не равен NULL, является значением true/false, вроде 1 или 0. С другой стороны, если равен NULL, обычно содержит некоторую символьную константу. Если длинная опция соответствует короткой, эта символьная константа должна быть той же самой, которая появляется в аргументе для этой опции. (Все это станет вскоре ясно, когда мы рассмотрим несколько примеров.)

 

Таблица 2.1. Значения для

 

Макроподстановка	Числовое значение	Смысл
	0	Опция не принимает аргумент
	1	Опции требуется аргумент
	2	Аргумент опции является необязательным

У каждой длинной опции есть один такой элемент с соответствующими заполненными значениями. В последнем элементе массива все значения должны быть равны нулю. Нет необходимости сортировать массив: осуществляет линейный поиск. Однако, сортировка его по длинным именам может упростить его чтение для программиста.

При первой встрече использование и кажется сбивающим с толку. Давайте сделаем на время шаг назад и рассмотрим, почему это работает именно таким способом В большинстве случаев, обработка опций заключается в установке значений различных флаговых переменных при обнаружении различных символов опций, наподобие этого:

 

Когда не равен NULL, устанавливает значения переменных за вас. Это снижает число операторов в предыдущем с трех до одного. Вот пример таблицы длинных опций и код для работы с ней:

 

Обратите внимание, что значение, переданное аргументу, не содержит больше '', '' или ''. Это означает, что соответствующие короткие опции неприемлемы. Чтобы разрешить как длинные, так и короткие опции, вам придется восстановить в соответствующие из первого примера.

На практике следует писать свои программы так, чтобы у каждой короткой опции была также соответствующая длинная опция. В этом случае проще всего установить в NULL, а в соответствующий единичный символ.

 

Длинные опции в стиле POSIX

 

Стандарт POSIX резервирует опцию для специфических для производителя возможностей. Поэтому по определению непереносимо между различными системами.

Если за в аргументе следует точка с запятой (обратите внимание не двоеточие), рассматривает так же, как. Соответственно в предыдущем примере измените вызов следующим образом:

 

 

С этим изменением является тем же, что и, a тем же, что. Использование точки с запятой позволяет программе использовать при желании в качестве обычной опции. (Например, GCC использует ее как нормальную опцию, тогда как использует ее для совместимости с POSIX.)