為什麼需要命令列解析函式？

當一個用C語言編寫的Linux或UNIX程式執行時，它是從main函式開始的。函式宣告可以如下：

int main(int argc, char *argv[])

例如，如果我們給shell輸入如下命令：

$./myprog left right 'and center'

程式myprog將從main函式開始，main的引數值是：

argc:4    argv:{"myprog", "left", "right", "and center"}

注意：引數個數包括程式名自身，argv陣列也包含程式名並將它作為第一個元素argv[0]。因為我們在shell命令裡使用了引號，所以第四個引數是一個包含了空格的字串。

在程式設計的時候，當命令列引數個數較多時，如果按照順序一個一個定義引數含義很容易造成混亂；如果程式只按順序處理引數的話，一些“可選引數”的功能將很難實現。為了解決此類問題，GNU C庫提供了函式以簡化C/C++程式中的解析工作。

getopt_long(int argc, char* argv[], const char *optstring, const struct option *longopts, int *longindex);
 

注意：getopt標頭檔案為unistd.h，getopt_long額外支援長引數解析，標頭檔案為getopt.h

引數optstring：負責處理短引數。也稱為選項指定符字串，該字串告訴getopt哪些選項可用，以及它們是否有關聯值。optstring只是一個字元列表，每個字元代表一個單字元選項。如果一個字元後面緊跟一個冒號，則表明該選項有一個關聯值作為下一個引數。

例：

char *optstring = “abcd:”; 
上面這個optstring在傳入之後，getopt函式將依次檢查命令列是否指定了 -a， -b， -c及 -d（需要多次呼叫getopt函式，直到其返回-1），當檢查到上面某一個引數被指定時，函式會返回被指定的引數名稱（即該字母） 

引數longopts：負責處理長引數。指向一個由option結構體組成的陣列，那個陣列的每一個元素都指明瞭一個長引數（形如”–name”的引數）名稱和性質

struct option {
    const char* name;
    int has_arg;
    int *flag;
    int val;
}

name：引數名稱

has_arg：指明是否帶引數值，數值可選：

no_argument(即 0)表明這個長引數不帶引數（即不帶數值，如：--name）
required_argument (即 1) 表明這個長引數必須帶引數（即必須帶數值，如：--name Bob）
optional_argument（即 2）表明這個長引數後面帶的引數是可選的，（即--name和--name Bob均可）

val：getopt_long為該選項返回的值。

引數longindex：如果longindex非空，它指向的變數將記錄當前找到引數符合longopts裡的第幾個元素的描述，即是longopts的下標值。

外部變數optarg：在getopt_long迴圈處理選項時，如果選項有一個關聯值，則外部變數optarg指向這個值。

外部變數optind：下一個要讀取的引數的下標位置

test.c 完整範例：

/*
在linux下編寫的，沒安裝中文輸入法，所以用蹩腳的英文寫的註釋，懶得刪除了
*/
#include <stdio.h>
#include <getopt.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	/*
	getopt_long(int argc, char* argv[],
						 const char* optstring,
						 const struct option* longopts,
						 int longindex)
	*/
	
	/*
	optstring
	the ':" after char means it can add a argument
	字元後面的 ： 表示後面可以加引數
	比如 -u 100
	*/
	char *optstring = "u:d:l:r:t";
	
	int up = 0;
	int down = 0;
	int left = 0;
	int right = 0;
	int turn = 0;

	/*
	longopts
	1. name : argument name
	2. has_arg : whether need a argument
	3. flag : when it is NULL,getopt_long() will return the 'val';
						or getopt_long() will set the flag with 'val
	4. val : which will use with flag
	這裡就是定義一個結構option陣列，
	第一個引數是名字
	第二個引數是選擇是否需要加引數,選擇是了就可以比如 -up 100 
	第三個引數flag, 如果是空值，getopt_long()就會返回第四個引數val；
					如果給的有地址，比如&turn，getopt_long()就會把val的值寫入這個地址，返回0
	第四個引數val
	*/
	struct option long_opts[] = 
	{
		{"up", required_argument, NULL, 'u'},
		{"down", required_argument, NULL, 'd'},
		{"left", optional_argument, NULL, 'l'},
		{"right", required_argument, NULL, 'r'},
		{"turn", no_argument, &turn, 1},
		{NULL, no_argument, NULL, 0}  
	};

	int opt = 0;
	int options_index = 0;

	/*
	反覆迴圈來解析引數，getopt_long執行一次會解析一個引數，如果沒有引數就返回-1
	如果該引數有值，比如-u 100，則optarg = 100, optind會指向下一個要解析的引數的陣列下標
	*/
	while((opt = getopt_long(argc, argv, optstring, long_opts, &options_index)) != EOF)
	{
		//optarg is not null
		if (optarg)
			printf("opt = %d,optarg = %d,optind = %d\n", opt, atoi(optarg), optind);
		else
			printf("opt = %d\n", opt);
		switch(opt)
		{
			case 0 :
				break;
			case 'u' : 
				if(optarg)
					up = atoi(optarg);
				break;
			case 'd' :
				if(optarg)
					down = atoi(optarg);
				break;
			case 'l' :
				if(optarg)
					left = atoi(optarg);
				break;
			case 'r' : 
				if(optarg)
					right = atoi(optarg);
				break;
			case 't' :
				turn = 1;
				break;
		}
	}
	if(turn)
		printf("turn,up %d step,down %d step,left %d step,right %d step\n", up, down, left, right);
	else
		printf("no turn,up %d step,down %d step,left %d step,right %d step\n", up, down, left, right);
}

在測試的時候我發現一個問題，把option的has_arg的值設為optional_argument時候，並沒有成為可選，而是沒法識別後面的引數，大家可以試一下。

如果有知道為什麼的希望可以告知~謝謝！！！